Пороговые таблицы для исследования цветового зрения: Пороговые таблицы для исследования цветового зрения : (Метод. руководство)

Пороговые таблицы для исследования цветового зрения : (Метод. руководство)

Поиск по определенным полям

Чтобы сузить результаты поисковой выдачи, можно уточнить запрос, указав поля, по которым производить поиск. Список полей представлен выше. Например:

author:иванов

Можно искать по нескольким полям одновременно:

author:иванов title:исследование

Логически операторы

По умолчанию используется оператор AND.
Оператор AND означает, что документ должен соответствовать всем элементам в группе:

исследование разработка

author:иванов title:разработка

оператор OR означает, что документ должен соответствовать одному из значений в группе:

исследование OR разработка

author:иванов OR title:разработка

оператор NOT исключает документы, содержащие данный элемент:

исследование NOT разработка

author:иванов NOT title:разработка

Тип поиска

При написании запроса можно указывать способ, по которому фраза будет искаться. Поддерживается четыре метода: поиск с учетом морфологии, без морфологии, поиск префикса, поиск фразы.

По-умолчанию, поиск производится с учетом морфологии.

Для поиска без морфологии, перед словами в фразе достаточно поставить знак «доллар»:

$исследование $развития

Для поиска префикса нужно поставить звездочку после запроса:

исследование*

Для поиска фразы нужно заключить запрос в двойные кавычки:

«исследование и разработка«

Поиск по синонимам

Для включения в результаты поиска синонимов слова нужно поставить решётку «#» перед словом или перед выражением в скобках.

В применении к одному слову для него будет найдено до трёх синонимов.

В применении к выражению в скобках к каждому слову будет добавлен синоним, если он был найден.

Не сочетается с поиском без морфологии, поиском по префиксу или поиском по фразе.

#исследование

Группировка

Для того, чтобы сгруппировать поисковые фразы нужно использовать скобки. Это позволяет управлять булевой логикой запроса.

Например, нужно составить запрос: найти документы у которых автор Иванов или Петров, и заглавие содержит слова исследование или разработка:

author:(иванов OR петров) title:(исследование OR разработка)

Приблизительный поиск слова

Для приблизительного поиска нужно поставить тильду «~» в конце слова из фразы. Например:

бром~

При поиске будут найдены такие слова, как «бром», «ром», «пром» и т.д.

Можно дополнительно указать максимальное количество возможных правок: 0, 1 или 2.4 разработка

По умолчанию, уровень равен 1. Допустимые значения — положительное вещественное число.

Поиск в интервале

Для указания интервала, в котором должно находиться значение какого-то поля, следует указать в скобках граничные значения, разделенные оператором TO.
Будет произведена лексикографическая сортировка.

author:[Иванов TO Петров]

Будут возвращены результаты с автором, начиная от Иванова и заканчивая Петровым, Иванов и Петров будут включены в результат.

author:{Иванов TO Петров}

Такой запрос вернёт результаты с автором, начиная от Иванова и заканчивая Петровым, но Иванов и Петров не будут включены в результат.

Для того, чтобы включить значение в интервал, используйте квадратные скобки. Для исключения значения используйте фигурные скобки.

Полихроматические таблицы по Рабкину, пороговые таблицы Юстовой

Исследование цветоощущения

Согласно трёхкомпонентной теории цветового зрения М. Ломоносова в зрительном анализаторе допускается существование трёх видов цветоощущающих компонентов, различно реагирующих на свет разной длины волны.

Цветоощущающие компоненты I типа сильнее всего возбуждаются длинными световыми волнами (красный), слабее средними (зелёный) и ещё слабее короткими (синий). Компоненты II и III типа соответственно наиболее сильно возбуждаются средними и короткими волнами.

При равномерном возбуждении всех трёх компонентов создаётся ощущение белого цвета. Отсутствие раздражения даёт ощущение чёрного цвета. В зависимости от степени возбуждения каждого из трёх компонентов суммарно получается всё многообразие цветов и их оттенков, в рамках воспринимаемого человеческим глазом спектра.

Расстройства цветоощущения бывают врождёнными и приобретёнными.

Расстройства цветоощущения могут проявляться либо аномальным восприятием цветов, которое называется цветоаномалией, или аномальной трихромазией, либо полным выпадением одного из трёх компонентов — дихромазией. В редких случаях наблюдается только чёрно-белое восприятие — монохромазия.

Каждый из трёх цветорецепторов в зависимости от порядка их расположения в спектре принято обозначать порядковыми греческими цифрами: красный — первый (протос), зелёный — второй (дейтерос) и синий — третий (тритос). Таким образом, аномальное восприятие красного цвета называется протаномалией, зелёного — дейтероаномалией, синего — тританомалией, а людей с таким расстройством соответственно протаномалами, дейтероаномалами и тританомалами.

Дихромазия наблюдается также в трёх формах: протанопии, дейтероанопии, тританопии. Лиц с данной патологией называют протанопами, дейтероанопами и тританопами.

Врождённые расстройства цветоощущения всегда двусторонние, не сопровождаются нарушением других зрительных функций и обнаруживаются только при специальном исследовании.

Приобретённые расстройства цветоощущения встречаются при заболеваниях сетчатки, зрительного нерва и ЦНС. Они бывают в одном или обоих глазах, выражаются в нарушении восприятия всех трёх цветов, обычно сопровождаются расстройствами других зрительных функций и в отличие от врождённых расстройств могут претерпевать изменения в процессе заболевания и его лечения.

К приобретённым расстройствам цветоощущения относится и видение предметов, окрашенных в какой-либо один цвет. В зависимости от тона окраски различают эритропсию (красный), ксантопсию (жёлтый), хлоропсию (зелёный) и цианопсию (синий). Эритропсия и цианопсия наблюдаются нередко после экстракции катаракты, а ксантопсия и хлоропсия — при отравлениях и интоксикациях.

Для исследования цветового зрения применяют два основных метода: специальные пигментные таблицы и спектральные приборы — аномалоскопы. Из пигментных таблиц наиболее совершенными признаны полихроматические таблицы Рабкина.

WIKI

pspu076 — Стр 9

лого помещения в затемненное.

Темновая адаптация происходит довольно медленно с достижением максимума световой чувствительности в течение первых 30 – 45 мин., при этом светочувствительность повышается в 8 – 10 тысяч раз и более. Известно, что световая чувствительность нарастает тем скорее, чем менее до этого глаз был адаптирован к свету.

Расстройство темновой адаптации приводит к потере ориентации в условиях сумеречного освещения. Подобное состояние называется гемералопией или куриной слепотой.

Симптоматическая гемералопия встречается при пигментной дегенерации сетчатки, отслойке сетчатки, воспалительных процессах сетчатки и зрительного нерва, патологии сосудистой оболочки, глаукоме, близорукости и др.

Функциональная гемералопия возникает при недостатке или отсутствии витаминов А, В2 , С.

Гемералопия иногда бывает наиболее ранним симптомом заболевания нейрозрительного аппарата. Гемералопия также возникает вследствие авитаминоза или гиповитаминоза витамина А. Изредка встречается врожденная гемералопия.

Темновая адаптация определяется адаптометрами, которые основаны на количественном учете восприятия интенсивности светового раздражения.

Отечественный адаптомер Е.М. Белостоцкого (АДМ) позволяет определять световую чувствительность глаза во время длительного (60 мин.) пребывания в темноте, исследовать чувствительность центра и периферии сетчатки в короткое время (3 – 4 мин.), а также определять чувствительность темноадаптированного глаза к яркому свету.

5. Бинокулярноезрение.

Бинокулярное зрение — это зрение двумя глазами, при условии, что изображение, падающее на макулярную область в коре головного мозга, сливается в единый корковый образ.

С помощью этой функции человек воспринимает объем и рельеф предметов, определяет их расположение в пространстве и степень удаленности.

Бинокулярноевосприятиеразвиваетсяпозднеедругихфункций. У новорожденных нет сочетанных движений глаз, они появляются

Таблицы рабкина регистрационное удостоверение – 4apple – взгляд на Apple глазами Гика

(000 076 000) Таблица

(000 076 000) Таблица

цветовое зрение; книга; 48табл; 14лист; 120х205х3в; Рабкин Е.Б.;

Цена на 28 .03.2012 за 1 шт. 60 0,00р. НДС в т.ч. 18 %

Срок поставки при отсутствии на складе: 1-4 недели

(рис. А) Фото таблиц Рабкина – вид обложки и переплета спереди

(рис. Б) Изображение книги – таблиц Рабкина – вида сзади

(рис. В) титульный лист таблиц Рабкина

(рис. Г) стр. 2 – методика применения Таблиц Рабкина

(рис. Д) Таблицы № 3-6

(рис. Е) Таблицы № 7-10

(рис. Ё) Таблицы № 11-14

(рис. Ж) Таблицы № 15-18

(рис. З) Таблицы № 19-22

(рис. И) Таблицы № 23-26

(рис. К) Таблицы № 27-30

(рис. Л) Таблицы № 31-34

(рис. М) Таблицы № 35-38

(рис. Н) Таблицы № 39-42

(рис. О) Таблицы № 43-46

(рис. П) Таблицы № 47-48

Таблица диагностики (диагностические ключи) нарушений цветового зрения

(рис. Р) Образец индивидуальной карточки пациента

– офтальмологические таблицы Рабкина Е.Б.

— для исследования цветового зрения субъективным способом у взрослых и детей

офтальмологические полихроматические таблицы Рабкина находят применение

– в офтальмологических кабинетах и клиниках

– в медицинских кабинетах школ и детских дошкольных учреждений

— ВВК (военно-врачебной комиссии) – призывные комиссии в военкомате

— МСЭ (комиссии – медико-социальной экспертизы)

— ВТЭК (врачебно-трудовые экспертные комиссии)

— и др. где требуется диагностика нарушений цветового зрения

Особенности и преимущества

Таблицы профессора Рабкина предназначены для

– диагностики нарушений цветового зрения

— методом непосредственного визуального предъявления пациентам

– представлены – картинками, символами, цифрами и геометрическими фигурами (вместо букв алфавита)

– можно использовать у пациентов не умеющих читать (детей)

Таблицы Рабкина представляют собой

– цветные полихроматические (многоцветные) картинки

— с геометрическими фигурами и цифрами на фоне цветовых пятен разного размера и цвета

— расположенные в определенной последовательности и специально ориентированные

— выдержанные в полутонах основных цветов

— все элементы (и цифры, и геометрические фигуры, и пятна фона) имеют одинаковую яркость

Полихроматические таблицы Ефима Борисовича Рабкина

– выполнены в виде книги в мягком переплете

– используются многими поколениями советских и российских офтальмологов

— не только для диагностики видов нарушений врожденного и приобретенного (цветоощущения) – дихромазий и трихромазий

— но и для выявления степени выраженности (слабая, средняя, сильная) данных аномалий

Пороговые таблицы для исследования цветоощущения применяются

– при полной цветовой слепоте

— ахроматопсия (ахромазия, ахроматопия, монохромазия)

– при частичной цветовой слепоте

— нарушения восприятия красного и/или зелёного цвета – дейтераномалия, протаномалия, дейтеранопия, протанопия (дальтонизм)

— нарушения восприятия синего и жёлтого цветов – тританопия, тританомалия

– при авитаминозах витамина А (куриная слепота)

В книге представлены

– 48 цветовых таблиц Рабкина

– методика исследования цветового зрения

– классификация нарушений цветового зрения

– таблица для расшифровки полученных результатов с постановкой диагноза

– форма индивидуальной карточки для регистрации данных исследования цветоощущения

Сертификат соответствия ГОСТ или декларация соответствия:

Справка (продукция не относится к объектам обязательной сертификации):

Брошюра (таблицы офтальмологические Рабкина Е.Б.) (1шт/компл)

Размеры габаритные без упаковки, мм: 120х205х3

Производитель оставляет за собой право изменять конструкцию, технические характеристики, внешний вид, комплектацию товара без предварительного уведомления продавца и покупателя.

Информация размещенная на сайте носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) Гражданского кодекса Российской Федерации.

С января 2012 г. вступил в силу приказ Министерства здравоохранения и социального развития №302 (о медицинских осмотрах). Теперь окулист при нарушении цветоощущения не рекомендует исследуемого к управлению транспортными средствами. Раньше к этому относились не так строго!

Рекомендую перед медосмотром (получение/замена водительского удостоверения) ознакомиться с таблицами Рабкина, которые показывает окулист в поликлиниках. Если в начале теста Вы без задержек будете называть правильные ответы, то проблем не возникнет. Но если Вы ошибетесь (раз-другой), окулист имеет право (и скорее всего он так и сделает) не допустить Вас к вождению ТС!

Алла (Владимирская область, 11 января 2016)

Существует ли регистрационное удостоверение на таблицы Рабкина. Планируем использовать таблицы Рабкина в кабинете офтальмолога.

Алла, добрый день! В едином реестре мед. изделий на сайте Росздравнадзора информации о регистрационном удостоверении на таблицы Рабкина нет. Однако, в соответствии с п.1 ст.38 ФЗ -323 РФ данное изделие можно считать медицинским, т.е. РУ на него требуется. Для получения разъяснений можно отправить официальное обращение в Росздравнадзор и получить официальный ответ. Более подробную информацию уточняйте по телефону из подписи.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Статья 35 / КонсультантПлюс

Статья 35

┌──────────────────────────────────┬──────────────────────────────────────┐

│ Наименование болезней, степень │ Категория годности к службе │

│ нарушения функции ├────────────┬────────────┬────────────┤

│ │ I графа │ II графа │ III графа │

├──────────────────────────────────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 1 │ 2 │ 3 │ 4 │

├──────────────────────────────────┼────────────┴────────────┴────────────┤

│Слепота, пониженное зрение, │ │

│аномалии цветового зрения: │ │

│ │ │

│а) острота зрения одного глаза │- поступающие на службу — не годны; │

│0,09 и зрения другого глаза 0,3 и │- сотрудники — не годны; │

│ниже, а также отсутствие глаза при│ │

│остроте зрения другого глаза 0,3 и│ │

│ниже или острота зрения обоих глаз│ │

│0,2 и ниже; │ │

│ │ │

│б) острота зрения одного глаза │- поступающие на службу — не годны; │

│0,09 и ниже или его слепота при │- сотрудники — Инд; │

│остроте зрения другого глаза 0,4 и│ │

│выше, а также отсутствие глаза при│ │

│остроте зрения другого глаза 0,4 и│ │

│выше или острота зрения одного │ │

│глаза 0,3 при остроте зрения │ │

│другого глаза от 0,3 до 0,1; │ │

│ │ │

│в) острота зрения одного глаза 0,4│- поступающие на службу — не годны; │

│при остроте зрения другого глаза │- сотрудники — годны с незначительными│

│от 0,3 до 0,1; │ ограничениями; │

│ │ │

│г) дихромазия, цветослабость III -│- поступающие на службу: │

│II степени │не годны не годны годны │

│ │- сотрудники — годны │

└──────────────────────────────────┴──────────────────────────────────────┘

Острота зрения каждого глаза учитывается с коррекцией любыми стеклами, в том числе и комбинированными, а также контактными линзами (в случае хорошей — не менее 20 часов — переносимости, отсутствии диплопии, раздражения глаз), в том числе и интраокулярными линзами. Лица, пользующиеся контактными линзами, должны иметь обычные очки, острота зрения в которых не препятствует прохождению военной службы.

Острота зрения, не препятствующая прохождению службы в органах наркоконтроля, с коррекцией должна быть не ниже 0,5 на один глаз и 0,1 на другой глаз или не ниже 0,4 на каждый глаз. В сомнительных случаях острота зрения определяется с помощью контрольных методов исследования.

При коррекции обычными сферическими стеклами, а также при некорригированной анизометропии у освидетельствуемых по всем графам Расписания болезней учитывается острота зрения с практически переносимой бинокулярной коррекцией, т.е. с разницей в силе стекол для обоих глаз не более 2,0 дптр. Коррекция астигматизма любого вида должна быть проведена цилиндрическими или комбинированными стеклами полностью по всем меридианам.

Острота зрения у граждан, поступающих на службу, граждан, поступающих на обучение в образовательное учреждение высшего профессионального образования ФСКН России, а также у сотрудников, освидетельствуемых по графе I Расписания болезней, должна быть не ниже 0,6 на каждый глаз без коррекции; у граждан, поступающих на службу, граждан, поступающих на обучение в образовательное учреждение высшего профессионального образования ФСКН России, освидетельствуемых по II графе Расписания болезней, — не ниже 0,5 на каждый глаз без коррекции.

(в ред. Приказа ФСКН России от 14.05.2013 N 196)

Для диагностики форм и степеней понижения цветоощущения применяются пороговые таблицы для исследования цветового зрения. Выявленные нарушения цветоощущения выражаются в виде цветослабости I, II и III степени соответственно на красный (протодефицит), зеленый (дейтодефицит) и синий (тритодефицит) цвета или дихромазии (цветослепоты — анопии на один из трех цветоприемников глаза: протанопии, дейтеранопии и тританопии).

У освидетельствуемых по графе I Расписания болезней допускается первая степень нарушения цветоощущения. Сотрудники, выполняющие работу водителей, контролеров, служба которых связана с пропускным режимом, должны иметь нормальное цветоощущение.

Открыть полный текст документа

Цветоощущение у школьников, проживающих в промышленном районе Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

традиционной медикаментозной терапии. Курс ПО с КСОП показал более высокую эффективность у больных с ДМ и ПМ по сравнению с плазмаферезом, установленную на основании клинических, биохимических и иммунологических параметров оценки. По результатам ранее проводимых исследований и данного исследования были предложены следующие показания к эфферентной терапии у пациентов с ДМ и ПМ: острая фаза заболевания, отсутствие эффекта от медикаментозной терапии, наличие осложнений иммуносупрессивной терапии и выявление при иммунологическом исследовании повышенных показателей гуморального иммунного ответа (ЦИК, иммуноглобулины G и А, провоспалитель-ные цитокины).

ЛИТЕРАТУРА

1. Гендель Л. Л., Белоцерковский М. В., Гуревич К. Я Дмитракова Т. В. Способ лечения атеросклероза. Пат. 8и 1805972 А. — 1993. — Бюлл. № 12. — С.156.

2. Гидиков А. А. Теоретические основы электромиографии: Биофизика и физиология двигательных единиц / Под ред. Н. А. Рокотовой. — Л., 1975.

3. Кетлинский С. А., Калинина Н. М. Иммунология для врача — СПб, 1998.

4. Леманн-Хорн Ф, Лудольф А. Лечение заболеваний нервной системы / Под ред. О. С. Левина. — М., 2005.

5. Идиопатические воспалительные миопатии.

Клинические рекомендации. Ревматология./ Под ред. Е.Л. Насонова. — М.,2005.

6. Сайкова Л. А., Алексеева Т. М. Хронический полимиозит. — СПб, 2000.

7. Эфферентная терапия = Efferent therapy: в комплексном лечении внутренних болезней / Под ред. А.Л. Костюченко. — СПб, 2003.

8. Dalakas M. C. // J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. -2001. — Vol. 70. — Р. 569-573.

9. Dalakas M. C. // Semin. Neurol. — 2003. — Vol. 23. P. 199-206.

10. Dau P. // Arch. Neurol. — 1981. — Vol. 38. -P. 544-552.

11. Miller F. W., Leitman S. F., Cronin M. E. // N. Engl. J. Med. — 1992. — Vol. 326. — P. 1380-1384.

12. Manchini G., Carbonera A.O., Hereman J.F.// Immunochemistry. — 1965. — Vol. 2. — P. 234-254.

13. Ponqratz D. // Dtsch. Med. Wochenschr. — 2006. -Vol. 131. — № 7. — P. 330-338.

Поступила 27.05.07.

PLASMASPHERES IN TREATMENT OF IDIOPATHIC INFLAMMATORY MYOPATHY

N.M. Ghulev, E.V. Karptsova S u m m a r y

134 patients with dermatomyositis and polymyositis (idiopathy inflammatory myopathies) were studied to evaluate the efficacy of different efferent methods of therapy. It was found that the most effective was complex therapy with immunosuppressive drugs and plasma-exchange with cryosorption method.

УДК 612. 845. 5 : 613. 955 : 616 — 057. 847 (470. 41)

ЦВЕТООЩУЩЕНИЕ У ШКОЛЬНИКОВ, ПРОЖИВАЮЩИХ В ПРОМЫШЛЕННОМ РАЙОНЕ

Л.К. Мошетова, Ф.Р. Сайфуллина

Кафедра офтальмологии с курсом детской офтальмологии (зав. — проф.Л.К. Мошетова) Российской медицинской академии последипломного образования, г. Москва, кафедра офтальмологии (зав. — проф.М.В. Кузнецова ) Казанской государственной медицинской академии последипломного образования

Несомненный интерес представляют исследования по выявлению факторов внешней среды, оказывающих неблагоприятное воздействие на состояние органа зрения. Данные литературы о взаимосвязи загрязнения окружающей среды и глазной патологии немногочисленны. Цветоощущение является сложной и тонкой функцией органа зрения, которая может изменяться под влиянием различных факторов. При ряде глазных, неврологических, психических нарушений и интокси-

каций расстройства цветоощущения могут быть ранним признаком патологического состояния.

Целью данной работы являлось исследование цветового зрения у детского населения, проживающего в промышленных районах г. Казани.

На территории города функционирует более 140 промышленных предприятий, большую часть которых составляют предприятия машиностроения и химической промышленности. Для изучения влияния

загрязняющих веществ атмосферы на состояние цветоощущения у детского населения были выделены районы расположения крупных промышленных предприятий, где воздух загрязнялся выбросами химических веществ: завода синтетического каучука ( СК им. С. М. Кирова), объединения по производству кино и фотопленки (ПО «Тасма»), ОАО «Казаньоргсинтез», порохового завода (НПО им. В.И. Ленина). В качестве контрольного был взят район Горки, где отсутствуют промышленные предприятия. Санитарно-гигиеническая характеристика загрязнения окружающей среды в исследуемых районах проводилась по материалам ЦТУ РТ, санитарных лабораторий промышленных предприятий в динамике с 1997 по 2001 г. Нами учитывались все вещества, которые выделялись предприятием, а также общий валовой выброс каждого загрязняющего вещества. Степень загрязнения атмосферного воздуха оценивали по среднегодовым, среднесуточным и максимально разовым концентрациям загрязняющих веществ атмосферного воздуха, проводили их ранжирование, подсчитывали индекс сравнительной опасности, затем выделяли приоритетные загрязнители атмосферного воздуха для каждого исследуемого района.

Состояние цветоощущения было изучено у 200 детей (400 глаз) в возрасте от 8 до 15 лет (средний возраст — 11,5 года), проживающих в изучаемых промышленных районах г. Казани. Мальчиков было 102, девочек — 98. Все обследованные были консультированы терапевтом, невропатологом. В анамнезе были исключены черепно-мозговые травмы, объемный внутричерепной процесс и заболевания ЦНС воспалительного генеза. Из сопутствующих заболеваний отмечались фарингит (21), гастрит (38), гастродуоденит (4). Обследованные школьники проживали в данном районе не менее 5 лет. Условия проживания и обучения обследованных лиц были идентичными. Контрольную группу составляли 50 лиц в возрасте от 8 до 15 лет (средний возраст — 12 лет). Мальчиков было 23, девочек — 27. Цветоразличительную функцию зрительного анализатора изучали с помощью полихро-

матических таблиц для исследования цветоощущения Е.Б. Рабкина [4] и пороговых таблиц Е.Н.Юстовой.

Гигиеническая характеристика исследуемых районов показала, что качество питьевой воды, уровни шума и радиационный фон во всех изученных районах были идентичны. Не выявлены различия в социально-гигиенических условиях и степени благоустройства. Выбранные районы различались только качественным и количественным составом атмосферного воздуха. Наиболее неблагополучными в отношении риска развития неканцерогенных эффектов с учетом рассчитанных индексов опасности оказались районы размещения порохового завода (НПО им. В. И. Ленина) и район расположения завода синтетического каучука (завод СК им. С. М. Кирова). В районе расположения НПО им. В. И. Ленина основной вклад в суммарный индекс загрязнения атмосферного воздуха вносили пары серной кислоты, оксиды и диоксид азота, диоксид серы. В районе ПО «Тасма» приоритетными загрязняющими веществами атмосферного воздуха оказались бензин и этилацетат. В районе расположения завода синтетического каучука (завод СК им. С.М. Кирова) основными загрязняющими веществами были бутилен,1,3-бутадиен, предельные углеводороды, а в районе ОАО «Казаньоргсинтез» наибольший вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносили фенол, этилен, этиленгликоль, бензин, формальдегид. Данные исследования цветоощущения приведены в таблице.

Наши данные о частоте приобретенной патологии цветоощущения у обследованных лиц, проживающих в промышленных районах, превышают выявляемую частоту приобретенной патологии в популяции и в контрольном районе. Результаты исследований показали, что в патогенезе нарушений цветоощущения у детского населения, проживающего в районах расположения промышленных предприятий, одним из факторов риска выступает токсическое действие химических веществ, содержащихся в атмосферном воздухе. Все зрительные пигменты построены по одному плану: они состоят из белка и присоеди-

Частота нарушения цветоощущения у лиц, проживающих в промышленных районах,

и у лиц контрольной группы

Группы лиц, проживающих Обследовано глаз Нарушение цветоразличения Нормальная

в промышленных районах приобретенная врожденная трихромазия

1-я группа (НПО им. В.И.Ленина) р 100 64 64,0±4,8% < 0,001 — 36 36,0±4,8% < 0,001

2-я (ПО Тасма) р 100 42 42,0±2,4% < 0,001 2 2,0±0,7% <0,05 56 56,0±2,48% < 0,001

3-я (С.К. Кирова) р 100 42 42,0±2,4% <0,001 58 58,0±2,46% <0,001

4-я (ОАО » Казаньоргсинтез») р 100 34 34,0±2,3% < 0,001 2 2,0±0,7% < 0,05 64 64,0±2,4% <0,001

Всего 400 182 4 214

р 45,95±2,4% <0,001 0,75±0,2% <0,05 53,5±2,49% <0,001

Контрольная группа 100 13 13,0±0,68% 4 4,0±0,9% 83 83,0±1,8%

ненного к нему хромофора [1]. Хромоформной группой всех зрительных пигментов является альдегид витамина А или ретиналь [3]. Зрительный пурпур разрушается при действии кислот, щелочей и других веществ, вызывающих дегенерацию белков [2]. Вероятно, нарушения цветоощущения у школьников, проживающих в промышленных районах, связаны с дегенерацией белков, которая возникает под действием химических загрязнителей, содержащихся в атмосферном воздухе.

Таким образом, у детского населения, проживающего в промышленных районах города, констатировано нарушение цветоощущения. Установлена зависимость этих изменений от уровня загрязнения воздушной среды комплексом загрязнителей. Изменения цветового зрения можно расценивать как приобретенную патологию. Полученные результаты обязывают проводить широкую профилактику и своевременно выявлять таким образом нарушения данной функции органа зрения у детского населения, проживающего в промышленных районах крупных городов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Вилли К., Детье В. Биология (биологические процессы и законы).- М., 1975.

2. Демирчоглян Г.Г. Физиология и патология сетчатки глаза. — М., 1964.

3. Островский М.А. Клиническая физиология зрения./ Под ред. А.М.Шамшиновой, А.А.Яковлева. Е.В.Романовой.- М., 2002.

4. Рабкин Е.Б. Полихроматические таблицы для исследования цветоощущения. — М., 1972.

5. Юстова Е.Н., Алексеева К.А., Волков В.В. и др. Пороговые таблицы для исследования цветового зрения. /Метод. реком. — М., 1993.

Поступила 13.06.07.

COLOR VISION IN SCHOOL CHILDREN LIVING IN AN INDUSTRIAL DISTRICT

L.K.Moshetova, F.R.Saifullina

S u m m a r y

The color vision of 200 school children living in the city district polluted by chemical industry was compared with that of 100 school children living in the relatively clean city district without industrial pollution. It was found that children living in the polluted district had congenital impaired color vision. The frequency of the color vision problems depends on type of pollution.

Таблица для исследования цветоощущения Рабкина

Таблицы Рабкина в медицине используют для поверки на дальтонизм и выявления его формы без применения медицинского оборудования. Набор состоит из 48 картинок, из которых с 1 по 27 – основные, а с 28 по 48 – контрольные. Первая группа служит для дифференциальной диагностики форм и степени расстройства цветового зрения, вторая – для уточнения диагноза в случаях стимуляции и диссимуляции.

Первые две картинки отличаются хорошей видимостью не только для людей с нормальным зрением, но и для дальтоников. Они носят демонстрационный характер и знакомят с сутью тестирования. Иногда они помогают выявить ситуацию. Полихроматические таблицы Рабкина включают в себя изображения различных фигур и цифр, выполненные кружочками разного цвета. Люди, хорошо отличающие малейшие оттенки цветов, без проблем смогут их различить, при этом данное изделие позволяет точно определить такую патологию, как дальтонизм.

Как правильно провести тест на дальтонизм.

Проводить тест следует в состоянии абсолютного расслабления пациента: если он будет напряжен, результаты исследования не будут соответствовать действительности. Очень важно сесть спиной к окну, так как тестирование проводится при естественном дневном освещении. Картинки необходимо расположить на расстоянии 1 м от глаз строго в вертикальном положении. При просмотре таблицы Рабкина в горизонтальном положении или под углом не удастся точно выявить форму дальтонизма.

После выполнения всех условий следует приступать к тесту. Если он проводится по таблицам с расшифровкой, то нужно закрыть колонку с ответами, и после фиксации своего мнения по картинкам, сверять их. Просматривать каждую картинку нужно от 5 до 7 секунд.

Главные преимущества:

• абсолютная точность тестирования;
• минимум потраченного времени;
• результат известен сразу после проведения теста.

Таблицы Рабкина признаны во всем мире самыми эффективными методами при выявлении дальтонизма. Они занимают первое место из всех существующих современных тестов, так как достоверно устанавливают форму и степень цветового восприятия.

Приобрести таблицы Рабкина с пояснениями вы можете в интернет-магазине компании «Медремкомплект». Если у вас возникнут какие-либо вопросы по поводу нашей продукции, вы можете обратиться к нашим менеджерам по работе с клиентами. Мы предлагаем сертифицированную продукцию по низким ценам. Для организаций и медицинских учреждений у нас есть особые условия сотрудничества.

Таблица для исследования цветоощущения Рабкина

Нормативные значения для приложения на базе планшетного компьютера для оценки чувствительности к хроматическому контрасту

-3

Артикул
PubMed

Google ученый

Физика света и цвета — человеческое зрение и цветовое восприятие

Цветовое стереозрение человека — очень сложный процесс, который не до конца понятен, несмотря на сотни лет интенсивных исследований и моделирования.Зрение включает почти одновременное взаимодействие двух глаз и мозга через сеть нейронов, рецепторов и других специализированных клеток. Первыми шагами в этом сенсорном процессе являются стимуляция световых рецепторов в глазах, преобразование световых стимулов или изображений в сигналы и передача электрических сигналов, содержащих зрительную информацию, от каждого глаза к мозгу через зрительные нервы . Эта информация обрабатывается в несколько этапов, в конечном итоге достигая зрительной коры головного мозга.

Человеческий глаз оснащен множеством оптических компонентов, включая роговицу, радужную оболочку, зрачок, водянистую и стекловидную жидкость, линзу с переменным фокусным расстоянием и сетчатку (как показано на рисунке 1). Вместе эти элементы формируют изображения объектов, попадающих в поле зрения каждого глаза. Когда объект наблюдается, он сначала фокусируется через выпуклую роговицу и элементы линзы, формируя перевернутое изображение на поверхности сетчатки , многослойной мембраны, содержащей миллионы светочувствительных клеток.Чтобы достичь сетчатки, световые лучи, сфокусированные роговицей, должны последовательно пройти через водянистую влагу (в передней камере), хрусталик, студенистое стекловидное тело, а также сосудистый и нейрональный слои сетчатки, прежде чем они достигнут светочувствительные внешние сегменты колбочек и стержневых ячеек. Эти фотосенсорные клетки обнаруживают изображение и преобразуют его в серию электрических сигналов для передачи в мозг.

Несмотря на некоторые заблуждения из-за широкого спектра терминологии, используемой для описания анатомии глаза, именно роговица, а не хрусталик, отвечает за большую часть общей преломляющей силы глаза.Гладкая и прозрачная, как стекло, но такая же гибкая и прочная, как пластик, передняя, ​​сильно изогнутая, прозрачная часть внешней стенки глазного яблока позволяет световым лучам, формирующим изображение, проходить внутрь. Роговица также защищает глаз, создавая физический барьер, который защищает внутреннюю часть глаза от микроорганизмов, пыли, волокон, химикатов и других вредных материалов. Хотя роговица намного тоньше хрусталика, она обеспечивает около 65 процентов преломляющей силы глаза.Большая часть способности отклонять свет сосредоточена около центра роговицы, которая более округлая и тонкая, чем периферические части ткани.

Как окно, которое контролирует попадание света в глаз, роговица (рис. 2) необходима для хорошего зрения, а также действует как фильтр ультрафиолетового света. Роговица удаляет некоторые из наиболее разрушительных ультрафиолетовых длин волн, присутствующих в солнечном свете, тем самым дополнительно защищая высокочувствительную сетчатку и хрусталик от повреждений. Если роговица слишком сильно изогнута, как в случае близорукости, удаленные объекты будут выглядеть размытыми из-за несовершенного преломления света на сетчатке.При состоянии, известном как астигматизм , несовершенства или неровности роговицы приводят к неравномерному преломлению, которое создает искажение изображений, проецируемых на сетчатку.

В отличие от большинства тканей тела роговица не содержит кровеносных сосудов для питания или защиты от инфекции. Даже самые маленькие капилляры могут помешать точному процессу рефракции. Роговица получает питание от слез и водянистой влаги, которая заполняет камеры позади структуры.Внешний эпителиальный слой роговицы заполнен тысячами маленьких нервных окончаний, что делает роговицу чрезвычайно чувствительной к боли при трении или царапании. Эпителиальный слой роговицы, составляющий около 10 процентов толщины ткани, блокирует попадание инородных тел в глаз, обеспечивая гладкую поверхность для поглощения кислорода и питательных веществ. Центральный слой роговицы, известный как строма , составляет около 90 процентов ткани и состоит из водонасыщенной волокнистой белковой сети, которая обеспечивает прочность, эластичность и форму для поддержки эпителия.Питательные клетки завершают оставшуюся часть слоя стромы. Поскольку строма имеет тенденцию поглощать воду, основная задача ткани эндотелия — откачивать лишнюю воду из стромы. Без этого перекачивающего действия строма набухла бы от воды, стала бы мутной и, в конечном итоге, сделала бы непрозрачную роговицу, делая глаза слепыми.

Частичная или полная потеря прозрачности хрусталиком или его капсулой приводит к общему состоянию, известному как катаракта . Катаракта — основная причина слепоты во всем мире и важная причина ухудшения зрения в Соединенных Штатах.Развитие катаракты у взрослых связано с нормальным старением, воздействием солнечного света, курением, плохим питанием, травмой глаз, системными заболеваниями, такими как диабет и глаукома, и нежелательными побочными эффектами некоторых фармацевтических препаратов, включая стероиды. На ранних стадиях человек, страдающий катарактой, воспринимает мир как размытый или не в фокусе. Четкому зрению препятствует уменьшение количества света, попадающего на сетчатку, и помутнение изображения (из-за дифракции и рассеяния света), как если бы человек наблюдал за окружающей средой через туман или дымку (см. Рис. 3).Удаление непрозрачной линзы во время операции по удалению катаракты с последующей заменой пластиковой линзы (имплантаты интраокулярных линз , ) часто приводит к коррекции зрения при несвязанных состояниях, таких как близорукость или дальнозоркость.

Функция сетчатки глаза аналогична комбинации цифрового датчика изображения (такого как устройство с зарядовой связью (CCD)) с аналого-цифровым преобразователем, как это предусмотрено в современных системах цифровых камер. Рецепторы захвата изображения глаз, известные как стержни , и колбочки , , связаны с волокнами пучка зрительных нервов через ряд специализированных клеток, которые координируют передачу сигналов в мозг.Количество света, попадающего в каждый глаз, регулируется диафрагмой iris , круглой диафрагмой, которая широко открывается при низких уровнях освещенности и закрывается для защиты зрачка (апертура) и сетчатки при очень высоких уровнях освещения.

При изменении освещенности диаметр зрачка (расположенного перед хрусталиком) рефлекторно изменяется от 2 до 8 миллиметров, модулируя количество света, попадающего на сетчатку. При очень ярком освещении зрачок сужается, и периферийные части преломляющих элементов исключаются из оптического пути.В результате световые лучи, формирующие изображение, сталкиваются с меньшим количеством аберраций, и изображение на сетчатке становится более резким. Очень узкий зрачок (примерно 2 миллиметра) создает дифракционные артефакты, которые распространяют изображение точечного источника на сетчатке.

В головном мозге нервные волокна зрительных нервов каждого глаза пересекаются в зрительном хиазме , где визуальная информация от обеих сетчаток, проходящая параллельными путями, коррелируется, что-то вроде функции генератора коррекции временной развертки в цифровом видео. магнитофон.Оттуда зрительная информация проходит через зрительный тракт к коленным боковым коленчатым ядрам в таламусе , где сигналы распределяются через оптическое излучение к двум зрительным кортикам , расположенным на нижний задний отдел каждой половины головного мозга . В нижних слоях коры информация от каждого глаза сохраняется в виде столбчатых полосок доминирования глаза . Когда зрительные сигналы передаются в верхние слои коры, информация от двух глаз объединяется и формируется бинокулярное зрение.В аномальных офтальмологических условиях, таких как фории, (смещение) глаз, в том числе косоглазие , (более известное как косоглазие), стереозрение нарушается, равно как и ориентация человека и восприятие глубины. В случаях, когда офтальмологическая хирургия не оправдана, призматические линзы, установленные в очках, могут исправить некоторые из этих аномалий. Причинами прерывания бинокулярного слияния могут быть травмы головы или родовые травмы, нервно-мышечные заболевания или врожденные дефекты.

Центральная ямка расположена в области около центра сетчатки и расположена непосредственно вдоль оптической оси каждого глаза.Ямка, известная также как «желтое пятно», небольшая (менее 1 квадратного миллиметра), но очень специализированная. Эти области содержат исключительно плотно упакованные колбочковые клетки с высокой плотностью (более 200000 колбочек на квадратный миллиметр у взрослых людей; см. Рисунок 4). Центральная ямка — это область самого острого зрения, обеспечивающая максимальное разрешение пространства (пространственное разрешение), контраст и цвет. Каждый глаз населен примерно семью миллионами колбочек, очень тонких (3 микрометра в диаметре) и удлиненных.Плотность колбочек уменьшается за пределами ямки по мере постепенного увеличения отношения палочковых клеток к колбочковым клеткам (рис. 4). На периферии сетчатки общее количество обоих типов световых рецепторов существенно уменьшается, вызывая резкую потерю зрительной чувствительности на границах сетчатки. Это компенсируется тем фактом, что люди постоянно сканируют объекты в поле зрения (из-за непроизвольных быстрых движений глаз), в результате чего воспринимаемое изображение остается равномерно резким. Фактически, когда изображение не может перемещаться относительно сетчатки (с помощью устройства оптической фиксации), глаз больше не воспринимает изображение через несколько секунд.

Расположение сенсорных рецепторов во внешних сегментах сетчатки частично определяет предел разрешения в различных областях глаза. Чтобы разрешить изображение, ряд менее стимулированных фоторецепторов должен быть помещен между двумя рядами фоторецепторов, которые сильно стимулируются. В противном случае невозможно отличить, исходит ли стимуляция от двух близко расположенных изображений или от одного изображения, которое охватывает два ряда рецепторов. С межцентровым интервалом в пределах 1.5 и 2 микрометра для колбочек в центральной ямке, оптические стимулы, разделенные приблизительно 3-4 микрометрами, должны давать разрешаемый набор интенсивностей на сетчатке. Для справки, радиус первого минимума дифракционной картины, сформированной на сетчатке, составляет около 4,6 микрометра при 550-нанометровом свете и диаметре зрачка 2 миллиметра. Таким образом, расположение сенсорных элементов в сетчатке будет определять предельное разрешение глаза. Другой фактор, получивший название , острота зрения (способность глаза обнаруживать мелкие объекты и разрешать их разделение) зависит от многих параметров, включая определение термина и метод измерения остроты зрения.Над сетчаткой острота зрения обычно наиболее высока в центральной ямке, которая охватывает поле зрения примерно на 1,4 градуса.

Пространственное расположение палочек и колбочек и их связь с нейронами в сетчатке показано на рисунке 5. Стержневые клетки, содержащие только фотопигмент родопсин , обладают максимальной чувствительностью к сине-зеленому свету (длина волны около 500 нанометров). ), хотя они демонстрируют широкий диапазон чувствительности во всем видимом спектре. Это наиболее распространенные зрительные рецепторные клетки, в каждом глазу которых содержится около 125–130 миллионов палочек.Светочувствительность стержневых ячеек примерно в 1000 раз выше, чем у колбочек. Однако изображения, генерируемые одной лишь стимуляцией палочек, относительно нечеткие и ограничены оттенками серого, подобными тем, которые можно найти на черно-белом фотоизображении с мягким фокусом. Стержневое зрение обычно называют зрением scotopic или сумеречным зрением, потому что в условиях низкой освещенности можно различать формы и относительную яркость объектов, но не их цвета. Этот механизм адаптации к темноте позволяет обнаруживать потенциальную жертву и хищников по форме и движению у широкого спектра позвоночных.

Реакция зрительной системы человека является логарифмической, а не линейной, что приводит к способности воспринимать невероятный диапазон яркости (межсценовый динамический диапазон ) более 10 десятилетий. Средь бела дня люди могут визуализировать объекты в ярком солнечном свете, а ночью крупные объекты могут быть обнаружены при свете звезд, когда луна темная. При пороге чувствительности человеческий глаз может обнаружить присутствие примерно 100-150 фотонов сине-зеленого света (500 нанометров), проникающих в зрачок.Для верхних семи декад яркости преобладает зрение фотопик , и именно колбочки сетчатки в первую очередь отвечают за фоторецепцию. Напротив, более низкие четыре декады яркости, называемые зрением scotopic , контролируются стержневыми клетками.

Адаптация глаза позволяет зрению функционировать при таких крайних значениях яркости. Однако в течение промежутка времени до того, как происходит адаптация, люди могут ощущать диапазон яркости, охватывающий только около трех десятилетий.Несколько механизмов отвечают за способность глаза адаптироваться к широкому диапазону уровней яркости. Адаптация может происходить за секунды (по начальной реакции зрачков) или может длиться несколько минут (для адаптации к темноте), в зависимости от уровня изменения яркости. Полная чувствительность колбочки достигается примерно за 5 минут, тогда как для адаптации от умеренной фотопической чувствительности к полной скоптической чувствительности, создаваемой палочковыми клетками, требуется около 30 минут.

Когда человеческий глаз полностью адаптирован к свету, его длина волны составляет от 400 до 700 нанометров, а максимальная чувствительность составляет 555 нанометров (в зеленой области спектра видимого света).Глаз, адаптированный к темноте, реагирует на более низкий диапазон длин волн от 380 до 650 нанометров, причем пик приходится на 507 нанометров. Как для фотопического, так и для скоптического зрения эти длины волн не являются абсолютными, но меняются в зависимости от интенсивности света. Пропускание света через глаз становится все меньше при более коротких длинах волн. В сине-зеленой области (500 нанометров) только около 50 процентов света, попадающего в глаз, достигает точки изображения на сетчатке. При 400 нанометрах это значение уменьшается до 10 процентов даже для молодого глаза.Рассеяние и поглощение света элементами в хрусталике способствует дальнейшей потере чувствительности в далеком синем.

Колбочки состоят из трех типов ячеек, каждая из которых «настроена» на определенный максимум отклика по длине волны с центром на 430, 535 или 590 нанометрах. Основой для индивидуальных максимумов является использование трех разных фотопигментов, каждый из которых имеет характерный спектр поглощения видимого света. Фотопигменты изменяют свою конформацию при обнаружении фотона, что позволяет им реагировать с трансдуцином , инициируя каскад визуальных событий.Трансдуцин — это белок, находящийся в сетчатке глаза и способный эффективно преобразовывать световую энергию в электрический сигнал. Популяция колбочек намного меньше, чем палочковых клеток, каждый глаз содержит от 5 до 7 миллионов этих цветовых рецепторов. Истинное цветное зрение вызывается стимуляцией колбочек. Относительная интенсивность и распределение длин волн света, воздействующего на каждый из трех типов конусообразных рецепторов, определяет цвет, который отображается (в виде мозаики), аналогично аддитивному видеомонитору RGB или цветной камере CCD.

Луч света, который содержит в основном коротковолновое синее излучение, стимулирует клетки колбочек, которые реагируют на свет с длиной волны 430 нм в гораздо большей степени, чем два других типа колбочек. Этот луч активирует синий пигмент в определенных конусах, и этот свет воспринимается как синий. Свет с большей частью длин волн, сосредоточенных вокруг 550 нанометров, отображается как зеленый, а луч, содержащий в основном длину волны 600 нанометров или более, визуализируется как красный. Как упоминалось выше, чистое коническое зрение называется фотопическим зрением и преобладает при нормальном уровне освещения как в помещении, так и на улице.Большинство млекопитающих дихроматов , обычно способных различать только голубоватые и зеленоватые компоненты цвета. Напротив, некоторые приматы (в первую очередь люди) демонстрируют трехцветное цветовое зрение со значительной реакцией на красный, зеленый и синий световые стимулы.

На рис. 6 показаны спектры поглощения четырех зрительных пигментов человека, которые имеют максимумы в ожидаемых красной, зеленой и синей областях спектра видимого света. Когда все три типа колбочек стимулируются одинаково, свет воспринимается как ахроматический или белый.Например, полуденный солнечный свет кажется людям белым светом, потому что он содержит примерно равное количество красного, зеленого и синего света. Отличной демонстрацией цветового спектра от солнечного света является перехват света стеклянной призмой, которая преломляет (или изгибает) волны различной длины в разной степени, распределяя свет по составляющим его цветам. Восприятие цвета человеком зависит от взаимодействия всех рецепторных клеток со светом, и это сочетание приводит к почти трихромной стимуляции.Есть сдвиги в цветовой чувствительности с вариациями уровней освещенности, так что синие цвета выглядят относительно ярче при тусклом свете, а красные цвета выглядят ярче при ярком свете. Этот эффект можно наблюдать, направив фонарик на цветной отпечаток, в результате чего красный цвет внезапно станет намного ярче и насыщеннее.

В последние годы учет зрительной восприимчивости человека к цвету привел к изменениям в давней практике окраски автомобилей скорой помощи, таких как пожарные машины и машины скорой помощи, полностью в красный цвет.Несмотря на то, что цвет предназначен для того, чтобы автомобили можно было легко увидеть и на которые можно было реагировать, распределение длин волн не очень заметно при слабом освещении, а ночью кажется почти черным. Человеческий глаз гораздо более чувствителен к желто-зеленым или подобным оттенкам, особенно ночью, и теперь большинство новых автомобилей скорой помощи, по крайней мере, частично окрашены в ярко-желтовато-зеленый или белый цвет, часто сохраняя некоторые красные блики в интересах традиции.

Когда стимулируются только один или два типа колбочек, диапазон воспринимаемых цветов ограничен.Например, если узкая полоса зеленого света (от 540 до 550 нанометров) используется для стимуляции всех колбочек, только те, которые содержат зеленые фоторецепторы, будут реагировать, создавая ощущение зеленого цвета. Зрительное восприятие человеком основных субтрактивных цветов, таких как желтый, может возникать одним из двух способов. Если красные и зеленые клетки колбочек одновременно стимулируются монохроматическим желтым светом с длиной волны 580 нанометров, рецепторы колбочек реагируют почти одинаково, потому что их спектральное перекрытие поглощения примерно одинаково в этой области спектра видимого света.Такое же цветовое ощущение может быть достигнуто путем индивидуальной стимуляции клеток красного и зеленого колбочек смесью различных длин волн красного и зеленого цветов, выбранных из областей спектров поглощения рецепторов, которые не имеют значительного перекрытия. Результатом в обоих случаях является одновременная стимуляция красных и зеленых клеток колбочек для создания ощущения желтого цвета, хотя конечный результат достигается двумя разными механизмами. Способность воспринимать другие цвета требует стимуляции одного, двух или всех трех типов колбочек в различной степени с соответствующей палитрой длин волн.

Хотя зрительная система человека имеет три типа колбочек с соответствующими цветовыми пигментами плюс светочувствительные стержневые клетки для скотопического зрения, именно человеческий мозг компенсирует вариации длин волн света и источников света в восприятии цвета. Метамеры представляют собой пары разных световых спектров, воспринимаемых человеческим мозгом как один и тот же цвет. Интересно, что цвета, которые человек интерпретирует как одинаковые или похожие, иногда легко различимы другими животными, в первую очередь птицами.

Промежуточные нейроны, передающие визуальную информацию между сетчаткой и мозгом, не просто однозначно связаны с сенсорными клетками. Каждая колбочка и палочковая клетка в ямке посылает сигналы по крайней мере трем биполярным клеткам, тогда как в более периферических областях сетчатки сигналы от большого количества палочковых клеток сходятся к одной ганглиозной клетке. Пространственное разрешение во внешних частях сетчатки ухудшается из-за наличия большого количества стержневых клеток, питающих один канал, но наличие большого количества сенсорных клеток, участвующих в улавливании слабых сигналов, значительно улучшает пороговую чувствительность глаза.Эта особенность человеческого глаза в некоторой степени аналогична последствиям биннинга в системах цифровых камер с ПЗС-матрицей с медленным сканированием.

Сенсорные, биполярные и ганглиозные клетки сетчатки также связаны с другими нейронами, обеспечивая сложную сеть тормозных и возбуждающих путей. В результате сигналы от 5 до 7 миллионов колбочек и 125 миллионов палочек в сетчатке человека обрабатываются и транспортируются в зрительную кору только с помощью около 1 миллиона миелинизированных волокон оптического нерва.Глазные мышцы стимулируются и контролируются ганглиозными клетками в латеральном коленчатом теле , которое действует как контроль обратной связи между сетчаткой и зрительной корой.

Сложная сеть возбуждающих и тормозных путей в сетчатке организована в трех слоях нейрональных клеток, которые возникают из определенной области мозга во время эмбрионального развития. Эти схемы и петли обратной связи приводят к комбинации эффектов, которые производят резкость краев, усиление контраста, пространственное суммирование, усреднение шума и другие формы обработки сигналов, возможно, включая некоторые, которые еще не были обнаружены.В человеческом зрении значительная часть обработки изображений происходит в головном мозге, но сама сетчатка также участвует в широком спектре задач обработки.

В другом аспекте человеческого зрения, известном как цветовая инвариантность , кажется, что цвет или оттенок серого объекта не меняется в широком диапазоне яркости. В 1672 году сэр Исаак Ньютон продемонстрировал цветовую инвариантность в человеческом зрительном восприятии и предоставил ключи к классической теории восприятия цвета и нервной системы.Эдвин Х. Лэнд, основатель Polaroid Corporation, предложил теорию цветового зрения Retinex , основанную на своих наблюдениях за цветовой инвариантностью. Пока цвет (или значение серого) просматривается при адекватном освещении, цветовой фрагмент не меняет свой цвет даже при изменении яркости сцены. В этом случае градиент освещения по всей сцене не изменяет воспринимаемый цвет или оттенок серого пятна. Если уровень яркости достигает порога для скотопического или сумеречного зрения, ощущение цвета исчезает.В алгоритме Лэнда вычисляются значения яркости цветных областей, и энергия в определенной области сцены сравнивается со всеми другими областями сцены для этого диапазона волн. Вычисления выполняются трижды, по одному для каждого диапазона волн (длинная волна, короткая волна и средняя волна), и результирующий триплет значений яркости определяет положение области в трехмерном цветовом пространстве , определяемом теорией Retinex. .

Термин «дальтонизм» употребляется неправильно, поскольку широко используется в разговорной речи для обозначения любых трудностей с различением цветов.Истинная цветовая слепота или неспособность видеть какой-либо цвет встречается крайне редко, хотя до 8 процентов мужчин и 0,5 процента женщин рождаются с той или иной формой дефекта цветового зрения (см. Таблицу 1). Унаследованные недостатки цветового зрения обычно являются результатом дефектов фоторецепторных клеток сетчатки, нейромембраны, которая функционирует как поверхность изображения в задней части глаза. Дефекты цветового зрения также могут быть приобретены в результате болезни, побочных эффектов некоторых лекарств или в результате нормальных процессов старения, и эти недостатки могут влиять на другие части глаза, кроме фоторецепторов.

Нормальные колбочки и чувствительность к пигментам позволяют человеку различать все разные цвета, а также тонкие смеси оттенков. Этот тип нормального цветового зрения известен как трихроматия и основан на взаимодействии перекрывающихся диапазонов чувствительности всех трех типов колбочек фоторецепторов. Умеренный дефицит цветового зрения возникает, когда пигмент одного из трех типов колбочек имеет дефект, и его пиковая чувствительность смещается на другую длину волны, что приводит к нарушению зрения, называемому аномальной трихроматией , одной из трех широких категорий дефектов цветового зрения. Дихроматия , более серьезная форма дальтонизма или цветового дефицита, возникает, когда один из пигментов серьезно отличается по своим характеристикам поглощения или когда конкретный пигмент не образуется вообще. Полное отсутствие цветового восприятия, или монохроматичность , встречается крайне редко, но люди с полной дальтонизмом (стержневые монохроматы) видят только разную степень яркости, и мир проявляется в черном, белом и оттенках серого. Это состояние встречается только у людей, унаследовавших ген заболевания от обоих родителей.

Дихроматы могут различать некоторые цвета и поэтому менее подвержены влиянию в повседневной жизни, чем монохроматы, но обычно они осознают, что у них проблемы со своим цветовым зрением. Дихроматия подразделяется на три типа: протанопия , дейтеранопия и тританопия (см. Рисунок 7). Примерно два процента мужского населения наследует один из первых двух типов, а третий встречается гораздо реже.

Тест на дальтонизм Исихара

Дальтонизм, нарушение нормального функционирования светового зрения человека, может быть вызван множеством состояний, в том числе обусловленных генетикой, биохимией, физическим повреждением и болезнями.В этом интерактивном руководстве исследуется и моделируется, как полноцветные изображения появляются у людей с дальтонизмом, и сравниваются эти изображения с диагностическим тестом Ishihara для дальтоников.

Протанопия — это красно-зеленый дефект, возникающий в результате потери чувствительности к красному, что приводит к отсутствию заметной разницы между красным, оранжевым, желтым и зеленым. Кроме того, яркость красного, оранжевого и желтого цветов резко снижается по сравнению с обычными уровнями. Эффект пониженной интенсивности может привести к тому, что красный светофор станет темным (не зажженным), а красный цвет (в целом) станет черным или темно-серым.Протанопы часто учатся правильно различать красный и зеленый, а также красный от желтого, в первую очередь на основе их видимой яркости, а не какой-либо заметной разницы в оттенках. Зеленый цвет обычно кажется этим людям светлее красного. Поскольку красный свет возникает на одном конце видимого спектра, существует небольшое перекрытие чувствительности с двумя другими типами колбочек, и люди с протанопией имеют выраженную потерю чувствительности к свету на длинноволновом (красном) конце спектра.Люди с этим дефектом цветового зрения могут различать синий и желтый цвета, но лавандовый, фиолетовый и фиолетовый нельзя отличить от различных оттенков синего из-за ослабления красного компонента в этих оттенках.

Люди с дейтеранопией, которая представляет собой потерю чувствительности к зеленому, имеют многие из тех же проблем с различением оттенков, что и протанопы, но имеют довольно нормальный уровень чувствительности в видимом спектре. Из-за расположения зеленого света в центре видимого светового спектра и перекрывающихся кривых чувствительности рецепторов колбочки наблюдается некоторая реакция красных и синих фоторецепторов на зеленые длины волн.Хотя дейтеранопия связана, по крайней мере, с реакцией яркости на зеленый свет (и небольшим аномальным снижением интенсивности), названия красный, оранжевый, желтый и зеленый кажутся дейтеранопу слишком большим количеством терминов для обозначения цветов, которые кажутся одинаковыми. Точно так же синий, фиолетовый, пурпурный и лавандовый цвета не различимы для людей с этим дефектом цветового зрения.

Частота возникновения и причины дальтонизма

Таблица 1

Тританопия — это отсутствие чувствительности к синему, которое функционально вызывает сине-желтый дефект цветового зрения. Люди с этим недостатком не могут различать синий и желтый, но регистрируют разницу между красным и зеленым. Заболевание встречается довольно редко и примерно одинаково у обоих полов. Тританопы обычно не испытывают таких трудностей при выполнении повседневных задач, как люди с любым из красно-зеленых вариантов дихроматии.Поскольку синие длины волн встречаются только на одном конце спектра, а чувствительность к двум другим типам колбочек мало перекрывается, полная потеря чувствительности по всему спектру может быть довольно серьезной в этом состоянии.

Когда происходит потеря чувствительности рецептором колбочек, но колбочки все еще функционируют, возникающие в результате нарушения цветового зрения считаются аномальной трихроматией и классифицируются аналогично типам дихроматии. Часто возникает путаница, потому что эти условия названы одинаково, но к ним добавлен суффикс, полученный из термина аномалия .Таким образом, протаномалия и дейтераномалия создают проблемы распознавания оттенка, которые подобны дефектам красно-зеленой дихроматии, хотя и не столь выражены. Протаномалия считается «красной слабостью» цветового зрения, когда красный цвет (или любой цвет, имеющий красный компонент) визуализируется как более светлый, чем обычно, а оттенки смещены в сторону зеленого. Дейтераномный человек проявляет «слабость к зеленому» и испытывает аналогичные трудности в различении небольших вариаций оттенков, попадающих в красную, оранжевую, желтую и зеленую области видимого спектра.Это происходит потому, что оттенки кажутся смещенными в сторону красного. Напротив, у дейтераномальных особей нет дефекта потери яркости, который сопровождает протаномалию. Многие люди с этими аномальными вариантами трихроматии не испытывают особых трудностей при выполнении задач, требующих нормального цветового зрения, а некоторые могут даже не осознавать, что их цветовое зрение нарушено. Тританомалия , или слабость синего цвета, не была описана как наследственный дефект. В тех немногих случаях, когда дефицит был идентифицирован, считается, что он был приобретен, а не унаследован.Некоторые глазные заболевания (например, глаукома, поражающая синие шишки) могут привести к тританомалии. При этих заболеваниях чаще всего встречается потеря периферического синего конуса.

Несмотря на ограничения, дальтонизм дает некоторые преимущества в остроте зрения, такие как повышенная способность различать замаскированные объекты. Контуры, а не цвета, отвечают за распознавание образов, а улучшение ночного видения может произойти из-за определенных недостатков цветового зрения. По этим причинам в армии очень ценятся дальтоники-снайперы и корректировщики.В начале 1900-х годов, чтобы оценить аномальное цветовое зрение человека, был разработан аномалоскоп Нагеля. Используя этот инструмент, наблюдатель манипулирует ручками управления, чтобы сопоставить два цветных поля для цвета и яркости. Другой метод оценки, тест с псевдоизохроматической пластиной Исихары на дальтонизм, названный в честь доктора Шинобу Исихара, различает нормальное цветовое зрение и красно-зеленую дальтонизм (как показано в учебном пособии и на Рисунке 7). Испытуемый с нормальным цветовым зрением может определить разницу оттенков между фигурой и фоном.Наблюдателю с дефицитом красно-зеленого цвета пластины кажутся изохроматическими без различия между фигурами и узором рисунка.

Как естественная часть процесса старения, человеческий глаз начинает по-другому воспринимать цвета в более поздние годы, но не становится «дальтоником» в истинном смысле этого слова. Старение приводит к пожелтению и потемнению хрусталика и роговицы, дегенеративным эффектам, которые также сопровождаются уменьшением размера зрачка. При пожелтении поглощаются более короткие длины волн видимого света, поэтому синие оттенки кажутся более темными.Как следствие, пожилые люди часто испытывают трудности с различением цветов, которые различаются, прежде всего, по содержанию синего, например, синего и серого или красного и пурпурного. В возрасте 60 лет, по сравнению с зрительной эффективностью 20-летнего человека, только 33 процента света, падающего на роговицу, достигает фоторецепторов сетчатки. К середине 70-х это значение упадет примерно до 12,5%.

Аккомодация человеческого глаза

Аккомодация глаза относится к физиологическому акту настройки элементов хрусталика для изменения преломляющей силы и обеспечения резкости объектов, находящихся ближе к глазу.В этом руководстве исследуются изменения в структуре линзы при перемещении объектов по отношению к глазу.

Аккомодация глаза относится к акту физиологической регулировки элемента хрусталика, чтобы изменить преломляющую силу и привести объекты, которые находятся ближе к глазу, в резкий фокус. Световые лучи, первоначально преломленные на поверхности роговицы, далее сходятся после прохождения через линзу. Во время аккомодации сокращение цилиарных мышц снимает напряжение хрусталика, что приводит к изменению формы прозрачной и эластичной ткани, а также смещению ее немного вперед.Чистый эффект изменений линзы заключается в регулировке фокусного расстояния глаза, чтобы изображение точно фокусировалось на светочувствительном слое клеток, находящихся в сетчатке. Аккомодация также ослабляет напряжение, прикладываемое к линзе волокнами зонулы, и позволяет передней поверхности линзы увеличивать ее кривизну. Повышенная степень преломления в сочетании с небольшим сдвигом вперед положения линзы позволяет сфокусировать объекты, расположенные ближе к глазу.

Фокусом в глазу управляет комбинация элементов, включая радужную оболочку, хрусталик, роговицу и мышечную ткань, которые могут изменять форму линзы, чтобы глаз мог фокусироваться как на близлежащих, так и на удаленных объектах.Однако в некоторых случаях эти мышцы не работают должным образом или форма глаза немного изменяется, а точка фокусировки не пересекается с сетчаткой (состояние, называемое конвергентным зрением ). С возрастом хрусталик становится тверже и не может быть правильно сфокусирован, что приводит к ухудшению зрения. Если точка фокусировки находится ниже сетчатки, это состояние называется близорукостью или миопией , и люди с этим недугом не могут сосредоточиться на удаленных объектах.В случаях, когда фокус находится за сетчаткой, глазу будет сложно сосредоточиться на близлежащих объектах, что создает состояние, известное как дальнозоркость или гиперметропия . Эти нарушения функции глаза обычно можно исправить с помощью очков (рис. 8), используя вогнутую линзу для лечения миопии и выпуклую линзу для лечения гиперметропии.

Конвергентное зрение не является полностью физиологическим, и на него можно повлиять тренировкой, если глаза не повреждены. Повторяющиеся процедуры могут использоваться для развития сильного конвергентного видения.Спортсмены, такие как бейсболисты, обладают хорошо развитым конвергентным зрением. В каждом движении два глаза должны переводиться в унисон, чтобы сохранить бинокулярное зрение, с точным и отзывчивым нервно-мышечным аппаратом, который обычно не подвержен утомлению, контролируя их подвижность и координацию. Изменения конвергенции глаз или движения головы учитываются в расчетах, производимых сложной глазной системой, чтобы обеспечить правильные нервные импульсы для глазных мышц. Движение глаза на 10 градусов может быть выполнено примерно за 40 миллисекунд, при этом вычисления происходят быстрее, чем глаз может достичь своей намеченной цели.Небольшие движения глаз известны как саккады , а более крупные движения от одной точки к другой называются версиями .

Человеческая зрительная система должна не только обнаруживать свет и цвет, но как оптическая система должна уметь распознавать различия между объектами или объектом и его фоном. Известная как физиологический контраст или различение контрастности , взаимосвязь между кажущейся яркостью двух объектов, которые видны одновременно ( одновременный контраст ) или последовательно ( последовательный контраст ) на фоне, может или может не быть таким же.В зрительной системе человека контраст снижается в темноте окружающей среды и у людей, страдающих цветными зрительными дефектами, такими как красно-зеленая дальтонизм. Контрастность зависит от бинокулярного зрения, остроты зрения и обработки изображений зрительной корой головного мозга. Объект с низким контрастом, который нельзя отличить от фона, если он не движется, считается замаскированным . Однако люди с дальтонизмом часто способны обнаруживать замаскированные объекты из-за усиленного зрения палочек и потери вводящих в заблуждение цветовых сигналов.Увеличение контраста приводит к увеличению видимости, а количественное числовое значение контраста обычно выражается в процентах или соотношении. В оптимальных условиях человеческий глаз едва ли может обнаружить двухпроцентный контраст.

Человеческое зрение воспринимает явное увеличение контраста в узкой зоне с каждой стороны границы между двумя областями разной яркости и / или цветности. В конце девятнадцатого века французский физик Мишель Эжен Шеврёль обнаружил одновременный контраст.В качестве специальной функции визуального восприятия человека выделяются края или контур объекта, отводя объект от фона и облегчая пространственную ориентацию. При размещении на ярком фоне область на краю темного объекта кажется более светлой, чем остальной фон (по сути, увеличивается контраст). При этом явлении восприятия цвет с наиболее сильным контрастом, дополнительный цвет, создается (мозгом) на краю. Поскольку цвет и его дополнение воспринимаются одновременно, эффект известен как одновременный контраст .Границы и другие демаркационные линии, разделяющие контрастирующие области, как правило, уменьшают эффект (или оптическая иллюзия ) за счет устранения пограничного контраста. Многие формы оптической микроскопии, в первую очередь фазово-контрастное освещение, используют преимущества этих свойств зрительной системы человека. За счет увеличения физического контраста изображения без необходимости изменения объекта путем окрашивания или другой техники, образец фазового контраста защищен от повреждения или смерти (в случае живых образцов).

Пространственно-частотная характеристика человеческого глаза может быть оценена путем определения способности обнаруживать серию полос в модулированной синусоидальной решетке. Испытательные решетки имеют чередующиеся области (полосы) светлого и темного, которые линейно возрастают от более высоких к более низким частотам по горизонтальной оси, в то время как контраст логарифмически уменьшается сверху вниз. Граница полос, которые могут различить люди с нормальным зрением, составляет от 7 до 10 циклов на градус.Для ахроматического зрения, когда пространственная частота очень низкая (большой интервал между линиями), требуется высокий контраст для обнаружения синусоидально изменяющейся интенсивности. По мере увеличения пространственной частоты люди могут обнаруживать периоды с меньшим контрастом, достигая пика около 8 циклов на градус в поле зрения. За пределами этой точки снова требуется более высокий контраст для обнаружения более тонких синусоидальных полос.

Исследование передаточной функции модуляции ( MTF ) зрительной системы человека показывает, что контраст, необходимый для обнаружения изменения яркости в стандартизованных синусоидальных решетках, увеличивается как на более высоких, так и на более низких пространственных частотах.В этом отношении поведение глаза совершенно отличается от поведения простого устройства обработки изображений (например, пленочной камеры или ПЗС-матрицы). Функция передачи модуляции простой сфокусированной системы камеры отображает максимальную модуляцию на нулевой пространственной частоте, причем степень модуляции падает более или менее монотонно до нуля на частоте среза камеры.

Когда яркость сцены периодически колеблется несколько раз в секунду (как это происходит с экранами телевизоров и компьютерных мониторов), люди воспринимают раздражающее ощущение, как если бы последовательные сцены были разделены.Когда частота колебаний увеличивается, раздражение усиливается и достигает максимума около 10 герц, особенно когда яркие вспышки света чередуются с темнотой. На более высоких частотах сцена больше не кажется разрозненной, а объекты, перемещаемые от одной сцены к другой, теперь воспринимаются как плавно движущиеся. Обычно называемое мерцанием , раздражающее ощущение дрожания света может сохраняться до 50-60 герц. За пределами определенной частоты и яркости, известной как критическая частота мерцания , ( CFF ), мерцание экрана больше не воспринимается.Это основная причина, по которой увеличение частоты обновления монитора компьютера с 60 до 85-100 Гц обеспечивает стабильное отображение без мерцания.

Достижения в технологии производства полупроводников, в частности, методов комплементарных металлооксидных полупроводников ( CMOS ) и биполярных CMOS ( BiCMOS ), привели к появлению нового поколения миниатюрных фотодатчиков, которые обладают исключительным динамическим диапазоном и быстрым откликом. Недавно были созданы массивы сенсорных чипов CMOS для моделирования работы сетчатки глаза человека.Эти так называемые глазные чипы , объединяющие оптику, человеческое зрение и микропроцессоры, продвигают офтальмологию в новой области оптобионики . Повреждения сетчатки в результате изнурительных заболеваний зрения, таких как пигментный ретинит и дегенерация желтого пятна , а также старение и травмы сетчатки, которые лишают зрения, корректируются с помощью имплантированных глазных чипов. Кремниевые глазные чипы содержат около 3500 миниатюрных световых детекторов, прикрепленных к металлическим электродам, которые имитируют функцию палочек и колбочек человека.Детекторы света поглощают падающий свет, преломленный роговицей и хрусталиком, и производят небольшой электрический заряд, который стимулирует нейроны сетчатки. Имея диаметр два миллиметра (см. Рис. 9), замещающая сетчатка вдвое меньше обычного листа бумаги и имплантируется в карман под поврежденной сетчаткой.

В качестве альтернативы глазному чипу протез сетчатки, использующий цифровой сигнальный процессор и камеру, установленную на очках, захватывает и передает изображение объекта или сцены.По беспроводной связи изображение отправляется на встроенный чип приемника рядом со слоями сетчатки, откуда нервные импульсы отправляются в мозг. Однако искусственная сетчатка не лечит глаукому или нарушения зрения, которые повреждают нервные волокна, ведущие к зрительному нерву. По мере развития оптобионики растет и понимание науки сложной зрительной системы человека.

Соавторы

Кеннет Р. Спринг — научный консультант, Ласби, Мэриленд, 20657.

Томас Дж.Fellers и Майкл В. Дэвидсон — Национальная лаборатория сильного магнитного поля, 1800 Ист. Пол Дирак Доктор, Университет штата Флорида, Таллахасси, Флорида, 32310.

Тест цветового зрения

— обзор

Красно-зеленое цветовое зрение Недостатки

Помимо незначительных изменений в результатах лабораторных тестов цветового зрения, генетические механизмы, которые приводят к изменчивости в массиве L / M-генов, могут вызывать значительные дефекты в различении цветов.Нарушения нормальной экспрессии L / M-фотопигмента приводят к наследственной форме дефицита цветового зрения, которая влияет на систему красно-зеленого (L / M конус). Среди лиц западноевропейского происхождения около 8% мужчин имеют красно-зеленый дефект цветового зрения. Заболеваемость значительно ниже среди африканцев и азиатов, а также среди небольших изолированных групп населения, таких как фиджийские островитяне и инуиты. Эти дефекты связаны с массивом L / M на X-хромосоме и наследуются как X-сцепленные рецессивные признаки, поэтому частота встречаемости у женщин намного ниже (приблизительно 0.4%). Тем не менее, примерно 15% женщин являются гетерозиготными носителями красно-зеленого дефекта цветового зрения. Было высказано предположение, что для женщин-носителей может быть гетерозиготное преимущество, поскольку, учитывая вариабельность спектральных классов L и M, эти женщины могут иметь четыре спектрально различных типа колбочек, обеспечивающих фоторецепторную основу для тетрахроматического цветового зрения.

Генетические причины наследственной недостаточности красно-зеленого цветового зрения делятся на две основные категории. Наиболее частой причиной является перестройка генов L / M, приводящая либо к делеции всех, кроме одного гена пигмента L или M, либо к образованию массива генов, в котором первые два гена кодируют пигмент одного и того же спектрального класса. (я.е., L / L или M / M). Несмотря на то, что массив L / M может содержать более двух генов, считается, что экспрессируются только первые два гена в массиве. Вторая общая причина связана с введением мутации в первый или второй ген в массиве, в результате чего выраженный пигмент становится нефункциональным. Наиболее распространенная инактивирующая мутация, составляющая почти 10% красно-зеленой дихроматии, приводит к замене цистеина на аргинин в положении 203 (C203R) в молекуле L / M опсина.Мутация соответствующего остатка цистеина в родопсине человека (положение 187) вызывает аутосомно-доминантный пигментный ретинит (RP). Этот остаток цистеина образует существенную дисульфидную связь и высоко консервативен среди всех рецепторов, связанных с G-белком. Мутантные фотопигменты не сворачиваются должным образом и удерживаются в эндоплазматическом ретикулуме, а не нацелены на мембрану внешнего сегмента колбочки. Таким образом, колбочки L / M, экспрессирующие этот мутантный пигмент, нефункциональны, и люди, несущие эту мутацию, основывают свое цветовое зрение на S-конусе и одном типе L- или M-колбочек (что делает их дихроматическими).

В случае, когда первые два гена кодируют пигменты из одного и того же спектрального класса, они могут иметь либо одинаковую спектральную чувствительность, либо немного различающуюся спектральную чувствительность (из-за того, что есть различия в классах пигментов L и M). Если первые два гена кодируют пигменты с одинаковой спектральной чувствительностью, человек снова основывает свое цветовое зрение на S-конусе и одном типе L- или M-колбочек и будет дихроматическим. Однако, если первые два гена кодируют пигменты с разной спектральной чувствительностью (хотя из одного и того же спектрального класса, L или M), индивидуум технически является трехцветным, поскольку у них есть три разных типа колбочек.Однако, поскольку спектральное разделение между их двумя типами пигмента L (или M) не так велико, как разделение между L и M, их различение не является нормальным. Таким образом, эти люди известны как аномальные трихроматы. Стандартные фотопигменты L и M различаются по пиковой спектральной чувствительности примерно на 30 нм. В аномальных трихроматах с множеством L (или M) пигментов λ _max может быть разделено всего на 2 нм или до 10–12 нм, где степень спектрального разделения зависит от идентичности аминокислот на сайты 65, 111, 116, 153, 171, 174, 178, 180, 230, 233 и 236 в пределах пигмента L / M ( Рисунок 2 (a) ).В общем, чем дальше друг от друга пигменты, тем лучше различение; в некоторых случаях дефицит настолько незначителен, что человек не знает о нем до генетического и / или поведенческого тестирования. Точно так же, когда λ _max пигментов становится ближе друг к другу, дискриминация ухудшается, и наиболее серьезные люди ведут себя почти как дихроматы.

Красный / зеленый дефекты можно разделить на основе (1) размерности остаточного цветового зрения (дихромат или аномальный трихромат) и (2) спектрального подтипа оставшегося конуса (протан или дейтан). На рис. 3 показаны различные кривые спектральной чувствительности, лежащие в основе различных форм дефицита цветового зрения на красный / зеленый.

Рис. 3. Фотопигменты, лежащие в основе дефектного красно-зеленого цветового зрения. У лиц с дефицитом красно-зеленого цвета отсутствуют либо все члены класса M, либо все члены класса L. У дихроматов есть только один пигмент в области L / M спектра, тогда как у трихроматов есть два пигмента в области L / M спектра. Степень дефицита цветового зрения у лиц с аномальной трихроматностью зависит от величины спектральной разницы между их подтипами пигмента.Дейтеранопы и дейтераномальные трихроматы не имеют функционального пигмента M, хотя у дейтераномалов есть два немного разных L-пигмента. Точно так же протанопы и протаномальные трихроматы не имеют функционального пигмента L, хотя у протаномалов есть два немного разных пигмента M.

Считается, что у людей с отсутствием функции L-конуса протановый дефект. Протанопы — это дихроматы, которые обладают пигментом S и пигментом M. Протаномальные трихроматы обладают нормальным пигментом S и двумя спектрально различными пигментами M.С точки зрения восприятия отсутствие типа конуса может иметь разные эффекты. Люди с протановым дефектом менее чувствительны к свету в длинноволновой (красной) части спектра. Поэтому яркость красного, оранжевого и желтого цветов снижается по сравнению с обычным наблюдателем. Кроме того, у них могут быть проблемы с отличием красного от зеленого, а также трудности с отличием красного оттенка от черного.

Считается, что у людей с отсутствием функции М-конуса дефект дейтана.Дейтераноп содержит пигмент S и пигмент L, тогда как дейтераномные трихроматы обладают пигментом S и двумя спектрально различными пигментами L. Дейтераномные дефекты являются наиболее распространенным из всех врожденных дефектов цветового зрения, которым страдают почти 5% мужчин. Лица с дефектами дейтана демонстрируют снижение чувствительности к цветам в зеленой области спектра, хотя снижение чувствительности менее выражено, чем длинноволновая депрессия у протанов, из-за того, как спектральные чувствительности перекрываются ( Рисунок 1 ).Дейтаны страдают теми же проблемами различения оттенков, что и протаны, но без длинноволнового затемнения. Эти ошибки распознавания используются при разработке тестов цветового зрения; тем не менее, реальные последствия наличия определенного дефицита красного и зеленого могут быть минимальными. Восприятие последствий наличия различных дефектов цветового зрения смоделировано в рис. 4 . Интересно, что есть свидетельства того, что люди с красно-зелеными дефектами могут действительно иметь преимущество при просмотре камуфляжа, который предназначен для слияния с окружающей средой, но это делается с учетом трехцветной зрительной системы.

Рис. 4. Перцепционные последствия наследственных дефектов цветового зрения. Показано компьютерное моделирование цветового спектра протанопа, дейтеранопа, тританопа и нормального трихромата. Каждый дефицит цветового зрения показывает значительно меньшую хроматическую дискриминацию по сравнению с нормальным трихроматом. Две нижние панели демонстрируют перцепционные последствия монохромности для внешнего вида спектра для монохромата с синим конусом и монохромата стержня. Воспроизведено по книге Gegenfurtner, K.Р. и Шарп, Л. Т. (1999). Цветовое зрение: от генов к восприятию . Нью-Йорк: Cambridge University Press, с разрешения Cambridge University Press.

Хотя красно-зеленые дефекты цветового зрения можно классифицировать поведенчески в соответствии с нефункциональным подтипом колбочек, структурная основа дефектов остается неясной. Недавняя работа с использованием изображений сетчатки глаза человека с высоким разрешением in vivo и показала, что, хотя концептуально можно представить дейтановую сетчатку, содержащую только колбочки S и L, и сетчатку протана, содержащую только колбочки S и M, мозаику остаточных колбочек. у людей с дефицитом красного и зеленого цветов может сильно различаться в зависимости от генетической причины дефекта.Показанный в Рисунок 5 — это изображения мозаики колбочек у нормального трихромата и человека с красно-зеленым дефектом, вызванным инактивирующей мутацией в его гене M. Каждый кружок представляет собой единственный фоторецептор колбочки, а темные участки сетчатки с дефицитом красного и зеленого представляют колбочки, которые дегенерировали или морфологически нарушены. Таким образом, у некоторых особей будет нормальное количество колбочек (хотя только два, а не три типа), в то время как у некоторых структурно будет отсутствовать весь класс колбочек.Влияние на зрение в целом еще не известно, и генетическая гетерогенность внутри красно-зеленых дефектов еще предстоит согласовать с мозаичным фенотипом.

Рис. 5. Изображения живой сетчатки с высоким разрешением, полученные с помощью адаптивной оптики. Слева — изображение сетчатки глаза пациента с нормальным зрением с эксцентриситетом приблизительно 1 ° относительно фиксации по времени. Каждая круглая структура представляет собой индивидуальный фоторецептор колбочек. Справа — изображение пациента с красно-зеленой дальтонизмом.Видны многочисленные отверстия, в которых колбочки либо погибли, либо дегенерировали из-за мутации в одном из генов, ответственных за нормальное цветовое зрение. Несмотря на потерю почти 33% функционирующих колбочек, этот человек имеет нормальную остроту зрения. Масштабная линейка = 20 мкм.

Microsoft Word — Исправленная рукопись_Родригес-Кармона 3

% PDF-1.4
%
1 0 объект
>
эндобдж
9 0 объект

/ Создатель
/Режиссер
/ CreationDate (D: 20210616175025Z ‘)
/ ModDate (D: 20120806163850 + 01’00 ‘)
/ Заголовок (Microsoft Word — Revised manuscript_Rodriguez-Carmona 3)
>>
эндобдж
2 0 obj
>
эндобдж
3 0 obj
>
эндобдж
4 0 obj
>
эндобдж
5 0 obj
>
эндобдж
6 0 obj
>
транслировать
2012-08-06T16: 38: 50 + 01: 002012-08-06T15: 55: 33 + 01: 002012-08-06T16: 38: 50 + 01: 00PScript5.dll Version 5.2application / pdf

uuid: 74458829-2edb-43f9-a7c7-86240f038e4euuid: d05a4a9f-c0c7-4234-a3e0-1e5c1fd96dfb Acrobat Distiller 7.0 (Windows)

конечный поток
эндобдж
7 0 объект
>
эндобдж
8 0 объект
>
эндобдж
10 0 obj
>
эндобдж
11 0 объект
>
эндобдж
12 0 объект
>
эндобдж
13 0 объект
>
эндобдж
14 0 объект
>
эндобдж
15 0 объект
>
эндобдж
16 0 объект
>
эндобдж
17 0 объект
>
эндобдж
18 0 объект
>
эндобдж
19 0 объект
>
эндобдж
20 0 объект
>
эндобдж
21 0 объект
>
эндобдж
22 0 объект
>
эндобдж
23 0 объект
>
эндобдж
24 0 объект
>
эндобдж
25 0 объект
>
эндобдж
26 0 объект
>
эндобдж
27 0 объект
>
эндобдж
28 0 объект
>
эндобдж
29 0 объект
>
эндобдж
30 0 объект
>
эндобдж
31 0 объект
>
эндобдж
32 0 объект
>
эндобдж
33 0 объект
>
эндобдж
34 0 объект
>
эндобдж
35 0 объект
>
эндобдж
36 0 объект
>
эндобдж
37 0 объект
>
эндобдж
38 0 объект
>
эндобдж
39 0 объект
>
эндобдж
40 0 объект
>
эндобдж
41 0 объект
>
эндобдж
42 0 объект
>
эндобдж
43 0 объект
>
эндобдж
44 0 объект
>
эндобдж
45 0 объект
>
эндобдж
46 0 объект
>
эндобдж
47 0 объект
>
эндобдж
48 0 объект
>
эндобдж
49 0 объект
>
эндобдж
50 0 объект
>
эндобдж
51 0 объект
>
эндобдж
52 0 объект
>
эндобдж
53 0 объект
>
/ ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageI / ImageB]
>>
эндобдж
54 0 объект
>
эндобдж
55 0 объект
>
транслировать
xYK6ϯyaz, n $ BNn S ݯ $ n [* w?} \ [? r} ӇOÿo? ޞ ac [w {R ۏ ONKz: p, 3L 쎮 ہ: tizv), Bdlʳ »
X ֬ {홗 5Qwġ «? S {FWS􈷠c;) tѠ ڳ Х * @ XCDj [dTF? SP`» [.? {oW {A! $ v6N «S͜fQRZ mV0uEj-z | + 0PÏ! xg? q! ʢUȻCYE> * iR / nN
* 3 $ s5} (_ | V {«js2: kōb;% q $ Ca%` .P `
Fw; c

5 советов по созданию визуализаций для дальтоников

Гостевой пост Джеффри Шаффер

Это первая из серии публикаций о некоторых хорошо известных «правилах визуализации данных». Мы часто слышим эти правила, но детали, лежащие в основе них, часто не исследуются глубоко или полностью игнорируются. Я хотел изучить несколько из них, чтобы лучше понять, как их следует применять.Впервые в этой серии я рассмотрел вопрос о совместном использовании красного и зеленого. Правило визуализации данных: «Не используйте красный и зеленый вместе». Проблема: «Десять процентов мужчин страдают дальтонизмом и в основном имеют проблемы с красным / зеленым». Реакция: «Не используйте красный и зеленый вместе». Исследования показали, что около 8% мужчин и 0,5% женщин имеют дефицит цветового зрения (ССЗ). Это чаще называют дальтонизмом, хотя дальтонизм — не самый точный термин.Наличие сердечно-сосудистых заболеваний не означает, что человек не может видеть цвета, если только вы не очень редкий человек (один из 33 000 человек) с ахроматопсией. Для более обычного человека с сердечно-сосудистыми заболеваниями основная проблема заключается в том, что цвета, которые большинство людей воспринимают как разные, будут выглядеть одинаково. Двумя наиболее распространенными типами ССЗ являются дейтераномалия и дейтеранопия, которые вместе составляют около 6% мужчин, и протаномалия и протанопия, на которые приходится еще 2% (более подробная информация доступна на сайте color-blindness.com). Эти состояния также обычно называют «слабым красным» и «слабым зеленым» или «красно-зеленой дальтонизмом».(Примечание: я не буду обсуждать синюю / желтую сердечно-сосудистую патологию, потому что она встречается гораздо реже.) Вот несколько советов по созданию визуализаций, удобных для людей с дальтонизмом.

1. Красный и зеленый вместе могут быть проблематичными, но иногда их можно использовать вместе

Так что, действительно, использование красного и зеленого вместе — обычная проблема. Люди с сильным сердечно-сосудистым заболеванием (сильное означает более тяжелое сердечно-сосудистое заболевание) будут видеть и красный, и зеленый как коричневый. Люди со слабым сердечно-сосудистым заболеванием могут видеть ярко-красный и зеленый цвета как красный и зеленый.Однако это все еще может быть проблематичным, если цвета блеклые или смешанные. Имейте в виду, что возможность отличить эти цвета друг от друга является проблемой только в том случае, если цвет является единственным методом кодирования, используемым для четкого сравнения — например, хорошее число против плохого числа в таблице или одна строка против другой. линия на той же линейной диаграмме. Например, в таблице ниже цвет необходим, чтобы отличить хороший квадрат от плохого. Используя моделирование дейтеранопа, мы можем увидеть, насколько это сложно. Я видел критику в отношении использования красного и зеленого вместе в одной и той же визуализации, но цвета использовались не так, чтобы кто-то различал их.Если они стоят отдельно — например, две разные диаграммы, одна красная и одна зеленая — и они хорошо помечены, то, возможно, вообще не проблема, если они обе имеют коричневый цвет. На приведенной ниже диаграмме представлен один пример, по осевой линии которого легко увидеть, что большинство чисел положительные, а другие отрицательные. Цвет — это второстепенная функция, просто кодирующая положительное и отрицательное. Хотя это может быть не лучший выбор цветов, кто-то с сердечно-сосудистыми заболеваниями может интерпретировать эту диаграмму без использования цвета для сравнения.

2. Имейте в виду, что это не только красный и зеленый

Многие инструменты визуализации данных имеют встроенную палитру «стоп-сигналов», и многие компании (а также клиенты и руководители) по-прежнему настаивают на использовании палитры стоп-сигналов. Учитывая все разговоры о цветах светофора и прозвищах для состояний сердечно-сосудистых заболеваний, неудивительно, что правило визуализации данных стало просто «не использовать красный и зеленый». Ниже приведена имитация цветов стоп-сигналов Табло с использованием симуляции протанопа.Обратите внимание, что проблема здесь гораздо сложнее, чем просто красный против зеленого. Поскольку красный, зеленый и оранжевый кажутся коричневыми для человека с сильным сердечно-сосудистым заболеванием, было бы точнее сказать: «Не используйте красный / зеленый / коричневый / оранжевый вместе». Однако это еще не все. Когда цвета смешиваются, они также могут быть проблематичными. Одна цветовая комбинация, которую часто упускают из виду, — это совместное использование синего и фиолетового цветов. В цветовой модели RGB фиолетовый достигается за счет совместного использования синего и красного. Если у кого-то есть проблемы с красным, то у человека также могут быть проблемы с фиолетовым, который выглядит синим.Кроме того, сочетание розового и серого, а также серого и коричневого вместе может быть проблематичным. Ниже представлена ​​цветовая палитра Tableau 10 с использованием имитации дейтеранопа. Проблематичны не только красный, зеленый и коричневый, но и синий и фиолетовый, розовый и серый, серый и коричневый. У моего зятя сердечно-сосудистые заболевания, поэтому он часто оказывается подопытным кроликом в моих экспериментах с цветом. Из всех вещей, которые я на нем тестировал, ему сложнее всего было различить сочетание цветов на изображении ниже (слева). Похоже, он страдает протанопией, которая смоделирована ниже справа.Итак, теперь, когда мы знаем, что существует гораздо больше комбинаций цветов, которые могут быть проблематичными, что нам делать?

3. При необходимости используйте палитру для дальтоников.

Один цвет, используемый вместе с другим цветом, обычно подходит, если один из них обычно не связан с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Например, синий / оранжевый — распространенная палитра для дальтоников. Синий / красный или синий / коричневый также подойдут. Для наиболее распространенных состояний сердечно-сосудистых заболеваний все они работают хорошо, поскольку синий цвет обычно выглядит синим для человека с сердечно-сосудистыми заболеваниями.Tableau имеет встроенную палитру для дальтоников, разработанную Морин Стоун. Эта палитра очень хорошо подходит для общих случаев сердечно-сосудистых заболеваний. Ниже представлена ​​палитра Tableau для дальтоников при симуляции дейтеранопа и протанопа. Обратите внимание, насколько хорошо эта цветовая палитра подходит для различных сравнений цветов. Может быть, это начальник, клиент или даже руководство по цветам или стилю компании, которое требует, чтобы вы использовали красный и зеленый. Итак, что мы можем сделать?

4. Если вы должны использовать красный и зеленый вместе, используйте свет vs.темный

Для людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями проблема в первую очередь связана с цветовым оттенком (например, красный против зеленого), а не со значением цвета (светлый против темного). Практически любой может отличить очень светлый цвет от очень темного, поэтому еще один вариант при совместном использовании красного и зеленого — использовать действительно светло-зеленый, средне-желтый и очень темно-красный. Это может показаться скорее последовательной цветовой схемой для человека с сильным сердечно-сосудистым заболеванием, но человек, по крайней мере, сможет отличить красный от зеленого на основе света итемный.

5. Если вы должны использовать красный и зеленый вместе, предложите альтернативные методы различения данных

В тех же строках, если вы используете красный и зеленый, вы также можете добавить значки, стрелки направления, метки, аннотации или другие индикаторы, которые позволят человеку с сердечно-сосудистыми заболеваниями увидеть, что что-то плохое (красный) или хорошее (зеленый) . Другой вариант — установить флажок, позволяющий пользователю переключить цветовую палитру для всей визуализации на палитру, удобную для дальтоников. Это позволяет сочетать красный / зеленый цвет для большей части аудитории, предлагая тем, кто страдает сердечно-сосудистыми заболеваниями, возможность полностью изменить палитру.К сожалению, в Tableau нет простого способа сделать это. Однако это, безусловно, можно сделать. Ниже приведены два примера, в одном из которых используется параметр для изменения цветовой палитры (с использованием как последовательной, так и категориальной цветовой схемы с прозрачностью), а в другом используется действие на панели инструментов, подобное тому, что мастер Tableau Zen Роберт Роуз использовал в своей технике скрытого меню.

Хотите убедиться, что созданная вами визуализация удобна для дальтоников? В дополнение к ряду онлайн-симуляторов дальтоников для этого есть еще и плагин.Плагин Chrome «NoCoffee» будет моделировать все типы CVD прямо в вашем браузере, включая ваши визуализации, размещенные на Tableau Public или Tableau Server. Попробуйте использовать плагин для браузера NoCoffee в течение всего дня, и вы будете поражены тем, как выглядит мир для человека с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Для изображений вашей визуализации без браузера попробуйте этот симулятор хроматического зрения. Я хотел бы поблагодарить Морин Стоун за ценный обзор, вклад и предложения для этого поста. Дополнительные советы, идеи и визуальные эффекты Джеффри Шаффера можно найти на его публичной странице Tableau и в его блоге.Вы также можете связаться с ним в Twitter @HighVizAbility.

Примечание редактора: этот блог был первоначально опубликован в апреле 2016 года.

ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТЬ УТВЕРЖДЕННЫХ FAA ТЕСТОВ ЦВЕТОВОГО ЗРЕНИЯ ДЛЯ АЭРОМЕДИЦИНСКОГО СКРИНИНГА КЛАССА II И КЛАССА III

Все клинические тесты цветового зрения, используемые в настоящее время при медицинском осмотре пилотов, были изучены на предмет достоверности для прогнозирования результатов практических тестов на способность различать цвета авиационных сигналов, красный, зеленый и белый, данные как в дневных, так и в ночных условиях.Те же практические тесты проводятся для пилотов с недостаточным цветовым зрением, которые подают заявку на отказ от стандартов цветового зрения класса II или класса III. Субъекты с различным типом и степенью дефицита цветового зрения (n = 122) и субъекты с нормальным цветовым зрением (n = 120) были классифицированы с помощью аномалоскопа и прошли как практические, так и клинические испытания. Клинические тесты цветового зрения включали пластины American Optical Company (выпуск 1965 и 1940 годов), пластины AOCHRR (2-е издание), пластины Ishihara (тесты с 14, 16, 24 и 38 пластинами), пластины Дворина, пластины Ричмонда, Фарнсворт фонарь, тестер цветового порога Школы авиационной медицины, тестер Titmus, тестер Titmus II, тестер OPTEC 2000 и тест Keystone Orthoscope / Telebinocular.Критерийные тесты требовали обозначения цветов реальных сигналов, производимых авиационным сигнальным огнем, с теми же процедурами тестирования и расстояниями просмотра, которые использовались в реальных практических тестах. Фонарь Фарнсворта и несколько тестов на пластинах были лучшими клиническими тестами для предсказания способности определять цвета авиационных сигналов. Люди с дефицитом цветового зрения лучше распознают сигнальные цвета ночью, чем днем. Обсуждаются рекомендации по улучшению критериев рассмотрения некоторых клинических тестов и прекращению нескольких устаревших тестов.

Язык

Информация для СМИ

Предмет / указатель

Информация для подачи

• Регистрационный номер: 00935785
• Тип записи:
  Публикация
• Номера отчетов / статей: DOT / FAA / AM-93/17
• Файлы: TRIS, USDOT

• Дата создания:
  24 декабря 2003 г., 00:00

Количественное определение порогового значения контрастности конуса у пациентов с различными патофизиологическими механизмами, вызывающими заболевания сетчатки в клинических испытаниях.Мы используем CCT для измерения зрительной функции у пациентов с рассеянным склерозом (MS), возрастной дегенерацией желтого пятна (AMD), эпиретинальной мембраной (ERM) и окклюзией вены сетчатки (RVO).

Методы Ретроспективные данные были собраны у 268 пациентов Глазного института Гэвина Герберта. Испытуемые включали 17 пациентов с MS, 45 пациентов с AMD, 41 пациента с ERM, 11 пациентов с RVO и 123 здоровых человека, соответствующих возрасту и остроте зрения. Пациенты прошли первичный результат измерения, тестирование CCT, а также тест остроты зрения Sloan и оптическую когерентную томографию спектральной области во время обычного лечения.

Результаты У пациентов с РС наблюдались дефициты цвета и контрастности независимо от наличия в анамнезе неврита зрительного нерва. AMD с промежуточным или более тяжелым заболеванием продемонстрировала снижение показателей CCT. На всех трех этапах ERM наблюдали дефицит контраста конуса. Несмотря на восстановление остроты зрения, глаза с поражением RVO продемонстрировали более низкую эффективность CCT, чем здоровые парные глаза.

Выводы CCT демонстрирует дефицит цвета и контрастности при множественных заболеваниях сетчатки с различной патофизиологией.Необходимы дальнейшие проспективные исследования ЧМТ при других болезненных состояниях и с большим размером выборки.

Краткое итоговое заявление При ретроспективном анализе 268 взрослых тест на пороговое значение контраста колбочек (CCT) демонстрирует паттерны дефицита зрительной функции при рассеянном склерозе и возрастной дегенерации желтого пятна, а также сходное снижение окклюзии эпиретинальных мембран и окклюзии вены сетчатки за пределы стандартного зрительного восприятия. острота зрения. При всех болезненных состояниях ухудшалось цветовое и контрастное зрение.

Введение

Трихроматическое зрение человека позволяет обнаруживать 2,3 миллиона цветов с различием разницы длин волн всего лишь 0,25 нм. ¹ Несмотря на то, что 50 процентов визуальной информации происходит от цветочувствительных колбочек в ямке, клиническое тестирование зрительной функции в значительной степени ограничивается остротой зрения (ОЗ), которая количественно определяет минимальный угол разрешения в условиях максимального контраста (черный-белый). Благодаря простоте использования и широкой доступности VA является наиболее часто используемым тестом зрительной функции и «золотым стандартом» для клинических испытаний заболеваний сетчатки.Были разработаны методы для смягчения результатов тестов с диаграммами остроты зрения, ² , включая исследование раннего лечения диабетической ретинопатии (ETDRS). ³ Однако влияние цвета и контраста на зрительную функцию у пациентов с офтальмологическим заболеванием лишь субъективно отмечается. Регулярное тестирование на дефицит цветового зрения (ССЗ) на практике обычно применяется для нейрофтальмологических заболеваний, патологий компрессии орбиты и наследственных реитнопатий ^4-6 с преимуществами и недостатками для различных тестов цвета и контраста. ¹ Аномалоскоп, считающийся «золотым стандартом» количественного теста на соответствие для оценки сердечно-сосудистых заболеваний, ^1,7 редко используется, поскольку он трудоемок, требует много времени и ограничивается количественной оценкой сердечно-сосудистых заболеваний по красно-зеленой оси. Вместо этого часто используются псевдоизохроматические пластины, потому что их легко вводить, быстро и недорого; однако они дают количественные результаты с низким разрешением. ^1,7 Количественные тесты аранжировки, такие как Фарнсворт-Манселл 100 ⁸ и компьютеризированные адаптации, являются длительными, а их производительность затрудняется внешними факторами, включая невербальный интеллект. ⁹

Тест порога контрастности конуса ColorDx (CCT) (ColorDx HD, Konan Medical, Ирвин, Калифорния), компьютеризированный тест на сердечно-сосудистые заболевания, разработанный для ВВС США, использует адаптивный алгоритм для последовательной оценки контрастной чувствительности в L-, М- и S-конусы. ¹⁰ Людям показывают серию переворачивающихся оптотипов Ландольта-C в произвольной ориентации контраста конуса на изохроматическом фотопическом (~ 74 кд / м2) фоне ( Рис. 1a, ) и просят указать ориентацию в течение 5 секунд. .ColorDx генерирует непрерывный количественный результат для каждого из 3 опсинов колбочек ( Рис. 1a, ). Этот тест длится 4-8 минут, его легко проводить, и его можно стандартизировать между центрами тестирования с помощью предварительно запрограммированной калибровки цвета и яркости на антибликовом экране. Военные обследования с использованием CCT демонстрируют 96-100% чувствительность и специфичность для сердечно-сосудистых заболеваний протана, дейтана и тритана по сравнению с аномалоскопом. ^1,11 Наша исследовательская группа также продемонстрировала на анализируемых данных, что не было эффекта обучения или улучшения результатов, когда люди повторяли этот тест несколько раз ¹²

Рисунок 1:

a) Тест порогового контраста конуса изолирует опсины колбочек, обеспечивая фотопический фон для подавления функции палочек, и регулирует контраст оптотипа Ландольта С для каждого опсина колбочек. b) Количественный результат показывает средний балл с ошибкой для каждого отдельного опсина колбочек, который указывается как нормальный, пограничный или аномальный.

Мы сообщаем об изменениях зрительной функции помимо остроты зрения у пациентов с 4 заболеваниями, поражающими нейросенсорную сетчатку. Потеря ганглиозных клеток сетчатки с или без ¹³ неврит зрительного нерва (ON) при рассеянном склерозе (MS) установила серийное тестирование цветового зрения как стандартную помощь при оптических невропатиях. Цветное и контрастное зрение не является стандартным лечением при заболеваниях сетчатки.Возрастная дегенерация желтого пятна (AMD) является частой причиной потери зрения, в первую очередь метаболической дисфункции ¹⁴ и гибели ¹⁵ фоторецепторов и пигментного эпителия сетчатки, и было показано, что CCT снижается на промежуточной стадии заболевания. ¹⁶ Эпиретинальные мембраны (ERM) представляют собой тонкие фиброцеллюлярные мембраны, которые оказывают механическое усилие от внутренней сетчатки к внешней сетчатке, чтобы снизить качество и остроту зрения, но мало что известно об их влиянии на цветное и контрастное зрение. ¹⁷ Потеря остроты зрения из-за отека сетчатки, связанного с окклюзией вены сетчатки (RVO), сосудистым заболеванием внутренней сетчатки, хорошо лечится с помощью инъекционных препаратов; ¹⁸ однако пациенты по-прежнему отмечают плохое зрение, несмотря на хорошее восстановление остроты зрения. При AMD, ERM и RVO пациенты субъективно сообщают о качественном снижении зрения, несмотря на нормальную остроту зрения (см. Изображения, Дополнительный цифровой контент 1-3, с клиническими изображениями и соответствующими CCT для таких примеров).Целью этого исследования является использование количественного теста конического контрастного зрения CCT у пациентов с MS, AMD, ERM и RVO для характеристики дефицита зрительной функции за пределами BCVA.

Методы

Люди

Мы провели ретроспективный обзор карт 268 пациентов, обследованных в Глазном институте Гэвина Герберта в период с мая 2018 года по декабрь 2019 года. Было получено одобрение институционального наблюдательного совета (IRB) / комитета по этике, и описанное исследование придерживалось постулатов Хельсинкской декларации.Мы включали пациентов, если у них был один из нескольких диагнозов, включая рассеянный склероз с или без предшествующего ON, AMD, ERM или RVO. ColorDx не является тестом на остроту зрения, но для прохождения теста требуется зрение 20/120 или выше. Все пациенты с различными болезненными состояниями должны были соответствовать следующим критериям: возраст 18 лет и старше, отсутствие в анамнезе других сопутствующих заболеваний глаз, за ​​исключением возрастной катаракты, VA 20/60 или выше, и отсутствие в анамнезе хирургических вмешательств на глазах, за исключением катаракты. добыча. Пациентов с РС сравнивали с контрольной группой, соответствующей возрасту и остроте зрения, при тех же критериях включения и исключения.Все субъекты ранее получали оценки CCT и VA (набор букв Снеллена, символы Слоана с интервалом ETDRS, как это принято в цифровых таблицах остроты зрения M&S Technologies) в рамках повседневного ухода в Глазном институте Гэвина Герберта.

Специалисты Retina провели диагностику AMD, ERM и RVO (AB, MM). Неврологи и нейроофтальмологи поставили диагноз РС (CB, WC). Специалисты выполнили осмотр сетчатки с расширением сетчатки и оптическую когерентную томографию (ОКТ) для диагностики и оценки AMD путем оценки степени пигментных изменений, количества и размера друзов. ^19,20 Исследование расширенной сетчатки и изображение SD-OCT подтвердили наличие ERM. Два независимых специалиста по сетчатке определили тяжесть и классификацию ¹⁷ ERM (AB, DF). Пациенты были исключены, если они активно получали лечение от AMD, определяемое как получившие какие-либо инъекции стероидов или анти-VegF в течение 3 месяцев после проведения оценки CCT. Глаза, пораженные ERM и AMD, сравнивали с подмножеством других здоровых глаз, соответствующих возрасту и остроте зрения, отвечающим следующим критериям: наличие или отсутствие ERM и друзы или отсутствие признаков ранней AMD.Диагноз RVO был основан на клиническом обследовании, анамнезе заболевания более 6 месяцев и отсутствии активного отека желтого пятна после лечения.

Порог контраста конуса и отображение

ColorDx — это тест CCT, который представляет оптотип Ландольта C в 4 различных ориентациях в центре фотопического серого экрана. Пациенты используют панель ответа со стрелками, чтобы указать ориентацию оптотипа. После калибровки цвета и яркости на антибликовом экране устройство показало падающие оптотипы Landolt-C.Байесовский метод определения пороговых значений, Пси-маргинальный адаптивный метод, скорректировал контраст для последующих тестов на основе предыдущих ответов ¹⁰ , а расчет Psi-предельного значения дал окончательное значение CCT.

Устройство использует адаптивный алгоритм согласно спецификациям производителя для увеличения или уменьшения контрастности отображаемого оптотипа в соответствии с точностью ответа испытуемого. Все тесты CCT проводились с BCVA в фотопических и монокулярных условиях на расстоянии 2 футов.BCVA, возраст и факичный статус регистрировались для всех субъектов. Изображения SD-OCT (Cirrus, Carl Zeiss Meditiec, США или Spectralis Heidelberg Engineering Heidelberg, Германия) получали для всех субъектов в группах болезненного состояния.

Статистический анализ

Поскольку глаза каждого пациента были подвержены различным состояниям сетчатки, мы рассматривали каждый глаз как отдельную единицу анализа. Характеристики выборки (среднее, стандартное отклонение и диапазон) в отношении возраста и остроты зрения (logMAR) были рассчитаны для всех глаз в группах.Затем мы выполнили модели линейной регрессии для оценки средних различий в баллах CCT для каждого класса колбочек по степени ERM, тяжести AMD и, среди пациентов с РС, по диагностике активного оптического неврита и общей толщины RNFL (G) или толщины октанта временной RNFL ( T) каждый по сравнению со здоровым контролем в качестве контрольной группы. Чтобы оценить статус RVO, мы использовали модели линейной регрессии для сравнения пораженного и непораженного глаза у каждого пациента. Все модели были оценены с использованием обобщенных оценочных уравнений (GEE) для учета кластеризации внутри людей и с поправкой на возраст, остроту зрения и факию.Для анализа по степени ERM и тяжести AMD мы выбрали здоровую контрольную группу, ограниченную возрастным диапазоном популяции с заболеванием. Для каждого анализа индивидуальные распределения баллов CCT для каждого класса конусов визуально сравнивались с использованием графиков для скрипки. с перекрывающими разностями средних значений CCT с 95% доверительными интервалами (ДИ) для каждой группы. Сравнения значимости были сделаны со здоровыми людьми из контрольной группы с использованием скорректированных оценок регрессионной модели. Мы провели все анализы с использованием R версии 1.2. ²¹

Результаты

Таблица 1 суммирует распределение возраста и остроты зрения для всех субъектов.Результаты CCT представлены в виде графиков скрипки, с распределением пациентов по горизонтальной оси, а групповые баллы CCT отложены от 0 до 150 по вертикальной оси. Скорректированное среднее значение и 95% доверительный интервал для каждого графика накладываются друг на друга. Существенные отличия от здоровой контрольной группы отмечены звездочками.

Рассеянный склероз

Не все пациенты с РС смогли пройти бинокулярную ЧМТ, поскольку у некоторых пациентов была потеря монокулярного зрения, что препятствовало выполнению теста.Пациенты с РС с анамнезом (9 глаз) и без анамнеза (22 глаза) ON продемонстрировали снижение показателей CCT по сравнению со здоровой контрольной группой. Аналогичным образом, РС был связан со значительным снижением показателей CCT для всех классов колбочек даже среди тех, у кого был нормальный RNFL, за исключением L-опсина, при котором нормальный RNFL не был связан со значительным снижением CCT (, рис. 2, ). Наблюдалась тенденция к снижению показателей CCT на глазах с аномальным RNFL по сравнению с нормальным RNFL для всех трех цветных колбочек.Статистически значимой корреляции между VA и оценкой CCT или VA и RNFL не было.

Рисунок 2:

ЧМТ у пациентов с РС по сравнению со здоровым контролем. a ) Оценка CCT для глаз с невритом зрительного нерва и без него. b ) Показатели CCT у пациентов с истончением СНВС в временном (T) октанте или в среднем (G) для всех октантов. ON = неврит зрительного нерва, RNFL = слой нервных волокон сетчатки. Расчетные средние значения (95% ДИ) скорректированы с учетом возраста, остроты зрения и факичного статуса.Звездочки указывают на достоверные различия (по сравнению со здоровыми) при p <0,05.

Возрастная дегенерация желтого пятна

Все стадии классификации AMD, кроме ранней AMD, продемонстрировали значительное (p <0,05) снижение показателей CCT (, рис. 3, ). Продвинутая AMD с реваскуляризацией или без нее представляет собой наибольшее снижение баллов CCT, продемонстрированное расширением самых низких частей графиков скрипки. Кроме того, ни у одного субъекта не было нормальной ЧМТ M-конуса и L-конуса, у редких пациентов с неоваскулярной AMD сохранялось некоторое тритановое зрение (график s-конуса выше для неоваскулярной AMD, чем для прогрессирующей неоваскулярной AMD).

Рис. 3:

баллов CCT у пациентов с возрастной дегенерацией желтого пятна на разных стадиях по сравнению со здоровым контролем ≥50 лет (соответствует возрастному диапазону пациентов с AMD). Расчетные средние значения (95% ДИ) скорректированы с учетом возраста, остроты зрения и факичного статуса. Звездочки указывают на достоверные различия (по сравнению со здоровыми) при p <0,05.

Эпиретинальные мембраны

Два специалиста по сетчатке классифицировали предметы, диагностированные при клиническом осмотре и SD-OCT, по степени ERM. Результаты CCT представлены на рис. 4 .Каждый уровень ERM продемонстрировал статистически значимое снижение CCT по сравнению со здоровым контролем (p <0,05). И S-, и M-конусы демонстрируют номинальное снижение CCT с повышением степени ERM, чего не наблюдается с L-конусом. Для всех степеней ERM группы пациентов с нормальными показателями CCT видны в верхней половине каждого графика скрипки, в то время как расширение нижней половины графика наблюдается для каждой степени ERM.

Рисунок 4:

баллов CCT у пациентов с эпиретинальными мембранами, которые увеличиваются по степени тяжести по сравнению со здоровым контролем ≥50 лет (соответствует возрастному диапазону пациентов с ERM).Расчетные средние значения (95% ДИ) скорректированы с учетом возраста, остроты зрения и факичного статуса. Звездочки указывают на достоверные различия (по сравнению со здоровыми) при p <0,05.

Окклюзия вены сетчатки

Все пациенты с RVO (n = 11), которым в этом исследовании проводилась ЧМТ, достигли стабильного разрешения макулярного отека и имели достаточную остроту зрения для надежного завершения тестирования ЧМТ (от 20/25 до 20). / 100). Все одиннадцать пациентов (86%) имели остроту зрения 20/60 или выше (вдвое превышающий минимальный угол разрешения для надежного завершения тестирования CCT).Значимой корреляции между остротой зрения и ЧМТ не наблюдалось (, рис. 5, ). Например, один пациент с остротой зрения 20/100 имел почти нулевые результаты CCT, которые были аналогичны другим глазам с остротой зрения 20/25. У другого пациента с остротой зрения 20/80 снизились, но не равны нулю, баллы CCT, эквивалентные другим глазам, пораженным RVO и зрением 20/25.

Рисунок 5:

ЧМТ у пациентов с окклюзией вены сетчатки. Расчетные средние значения (95% ДИ) скорректированы с учетом возраста, остроты зрения и факичного статуса.Звездочки указывают на достоверные различия (по сравнению со здоровыми) при p <0,05.

Обсуждение

Мы проанализировали пороговое значение колбочкового контраста у пациентов с различными заболеваниями с различными патофизиологическими механизмами потери зрения. Показано, что производительность CCT позволяет количественно оценить контрастность и цветовое зрение. Для этих различных заболеваний мы стремились определить, выявляет ли CCT снижение зрительной функции, помимо только VA. Сначала мы проверили дефицит цветового зрения при заболевании, при котором тестирование цветового зрения проводится в качестве стандартного лечения, РС.Затем мы оценили тестирование CCT при заболеваниях сетчатки, при которых цветное и контрастное зрение обычно не проверяется.

Рассеянный склероз связан с более ранней и более выраженной дисфункцией цветного и контрастного зрения по сравнению с другими заболеваниями глаз. ²² Ранее считалось, что потеря цветового зрения при РС является вторичной по отношению к ВКЛ из-за прямого повреждения зрительного нерва и, как следствие, повреждения слоя ганглиозных клеток сетчатки. ⁶ Совсем недавно атрофия нервного слоя сетчатки и уменьшение объема желтого пятна были описаны у пациентов с РС, не имевших в анамнезе ОН. ¹³ Одна теория предполагает вторичную ретинопатию при РС из-за ретроградной дегенерации аксонов. ¹³

Наше исследование продемонстрировало, что РС без анамнеза ON продемонстрировал значительное снижение CCT по сравнению с контролем ( Рис. 2a, ). Это подтверждает, что функциональная потеря зрения происходит в результате отдельного процесса болезни от воспаления зрительного нерва. Нисходящая тенденция в оценках CCT с аномальным RNFL по сравнению с нормальным RNFL предполагает наличие корреляции между функциональной потерей зрения и RNFL, хотя для дальнейшей корреляции этой взаимосвязи требуется больший размер выборки ( Рис.2b ).

Временной октант зрительного нерва передает зрительные сигналы от ямки и перифовеа. Истончение временного октанта связано со значительным снижением показателей CCT, и то же самое верно для толщины глобального слоя нервных волокон в зрительном нерве. Даже после корректировки остроты зрения качество зрения, описываемое показателями CCT, снижается. Поскольку глобальные и временные изменения толщины RNFL коррелируют с уменьшением CCT, но только временная RNFL обслуживает производительность CCT, изменения аналогичных визуальных качественных характеристик могут продолжаться в эксцентрическом и периферическом зрении.

Возрастная дегенерация желтого пятна является ведущей причиной необратимой слепоты у людей старше 50 лет, ведущей причиной нарушения зрения в промышленно развитых странах и третьей ведущей причиной нарушения зрения во всем мире. ²³ Друзеноидные отложения с прогрессирующим РПЭ и внешней атрофией сетчатки являются признаками заболевания. ²⁴ Дисфункциональный процессинг липидных метаболитов, фотореактивных ретиноидов и аберрантное накопление бисретиноидов инициируют образование друзов под сетчаткой и пигментным эпителием сетчатки.Вследствие клеточной дисфункции физическое присутствие друзов еще больше нарушает нормальную анатомию, физиологию и зрение сетчатки. Ранняя AMD функционально неотличима от нормального старения; ¹⁶ однако промежуточное заболевание вызывает снижение цветовой и контрастной чувствительности с плохим зрением при слабом освещении, что может предшествовать началу потери остроты зрения. Усовершенствованная AMD снижает остроту центрального и контрастного зрения. Клинические испытания, направленные на лечение или замедление прогрессирования таких заболеваний, как неоваскулярная (сухая) AMD, основываются исключительно на субъективных определениях VA и объективной структурной визуализации.Некоторые новые методы лечения выглядят многообещающими, потому что они замедляют структурное повреждение ²⁵ , в то время как другие потенциальные методы лечения отбрасываются после многомиллионных клинических испытаний, поскольку они не показывают таких же структурных преимуществ. ²⁶ Хотя структура сетчатки и острота зрения взаимосвязаны, субъективные измерения зрительной функции выходят за рамки остроты зрения и включают контрастную чувствительность, цветовое восприятие и способность реагировать на изменение условий освещения. Эти другие субъективные тесты зрительной функции обычно не выполняются, потому что они медленные, требуют квалифицированного технического администрирования, требуют надежного участия пациента и не легко интегрируются с загруженным графиком клиники.

пациентов с AMD, описанных в этом отчете, подтверждают аналогичные выводы Cocce et. al. ²² с CCT результаты незначительно изменились в ранних версиях AMD, но промежуточные и продвинутые AMD приводят к значительному снижению цветового зрения. ЧМТ может использоваться в качестве клинической конечной точки для вмешательств, направленных на ВМД средней степени и за ее пределами. Невозможность стандартного тестирования для определения функциональных конечных точек для ранней AMD подчеркивает потребность нашего сообщества в новых анализах, чувствительных к раннему заболеванию.

Эпиретинальные мембраны представляют собой тонкие бессосудистые фиброцеллюлярные мембраны, которые образуются на внутренней поверхности сетчатки.ERM могут протекать бессимптомно или изменять структуру желтого пятна, вызывая метаморфопсию и снижение остроты зрения. SD-OCT исследования ERM выявляют нарушения сетчатки, которые могут нарушать функцию конуса, такие как размытые, прерывистые или отсутствующие линии кончиков наружных сегментов конуса (COST). ²⁷ Кроме того, эктопические внутренние фовеальные слои (EIFL) внутри ERM связаны со значительной потерей зрительной функции. ¹⁷ Нарушения линии COST были связаны с заболеваниями желтого пятна и могут указывать на дисфункцию фоторецепторов. ²⁸ Восстановление ЗАТРАТ после операции ERM коррелирует с лучшими результатами в VA, при этом толщина COST до операции ERM хорошо коррелирует с послеоперационной VA. ²⁹ В то время как некоторые пациенты субъективно сообщают о метаморфопсии и снижении остроты зрения, другие сообщают о снижении качества своего зрения (см. Изображение, Дополнительный цифровой контент 2, пример клинических изображений ERM и соответствующие CCT). Однако мало что известно о качественных изменениях зрения, выходящих за рамки остроты зрения.

Используя CCT, мы демонстрируем значительный дефицит цвета и контрастности у пациентов с ERM от легкой до тяжелой степени.Хотя это не является статистически значимым, наблюдалась тенденция к снижению показателей CCT с ухудшением степени ERM в колбочках L и M, и необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, коррелирует ли тяжесть заболевания со степенью потери цвета и контрастного зрения.

Окклюзия вены сетчатки остается одним из наиболее изученных заболеваний сетчатки, поскольку внутриглазные инъекции анти-VEGF и стероиды демонстрируют значительное улучшение анатомии сетчатки, наблюдаемое при ОКТ и остроте зрения. ³⁰ RVO, как и диабетическая ретинопатия, представляет собой заболевание внутренних сосудов сетчатки, поражающее клетки слоя ганглиозных клеток и внутреннего ядерного слоя.Клинические испытания по лечению глаз, пораженных ОВО, сосредоточены на остроте зрения и анатомии ОКТ как главном результате для терапевтического успеха. Однако пациенты, у которых восстановилась острота зрения, подходящая для чтения или вождения, остаются неудовлетворенными качеством своего зрения (см. Изображение, Дополнительный цифровой контент 3, пример клинических изображений RVO и соответствующие CCT).

Тестирование CCT у пациентов, у которых восстановилась оптимальная острота зрения и анатомия сетчатки, подчеркивает остаточную потерю цвета и контрастного зрения в глазах, пораженных RVO, по сравнению с здоровыми парными глазами.Этот результат присутствовал для обоих глаз со зрением 20/40 или лучше (n = 8), и для глаз со зрением хуже 20/40 (n = 6). Таким образом, CCT представляет собой практическую количественную конечную точку для терапии, направленной на оптимизацию качества зрения в дополнение к остроте зрения.

На результаты этого исследования, вероятно, повлияли его ретроспективный характер и ограниченный размер выборки, особенно для состояний ERM более высокого уровня. Тестирование ETDRS не использовалось, потому что все данные были собраны во время стандартного курса лечения, когда технологии M&S были цифровыми дисплеями для проверки остроты зрения.Хотя в этом отчете подчеркиваются изменения цвета и зрения, контрастирующие с заболеванием, необходимы дальнейшие проспективные исследования с более крупными выборками.

Заключение

В качестве одного из первых исследований, в которых использовалось тестирование CCT у пациентов с MS, AMD, ERM и RVO, мы представляем новые количественные данные, описывающие специфичную для колбочки зрительную функцию по всем 3 классам колбочек при этих болезненных состояниях. Мы наблюдали, что состояние внутренних сосудов сетчатки и механическое заболевание внутренней сетчатки ухудшают результаты теста CCT, предполагая, что на производительность CCT влияют множественные механизмы, расположенные ниже по течению от фоторецепторов.

Доступность данных

Доступно по запросу

Дополнительный рисунок 1:

94-летний псевдофакичный мужчина с неподвижным nvAMD в правом глазу и nnvAMD в левом глазу. Пациент сообщает, что цветные блоки в отчете CCT выглядят черными в его правом глазу (VA: 20/40) и размываются в его левом глазу 20/20 (VA: 20/20).

Дополнительный рисунок 2:

72-летняя женщина с псевдофакией сообщает об искажении зрения и OD при зрении 20/40 при нормальной ОС зрения 20/20. SD-OCT изображение правого глаза демонстрирует ERM с соответствующим снижением CCT.* Оранжевая линия обозначает точку отсечения для нормальных показателей контрастности конуса.

Дополнительный рисунок 3:

a) Автофлуоресцентные изображения глазного дна и острота зрения у 65-летней факичной женщины, у которой была обнаружена острая нечеткость зрения OD, была обнаружена нижняя гемиретинальная RVO и кистоидный макулярный отек. b) После терапии анти-VEGF зрение пациентки улучшилось с 20/60 до 20/30, но она оставалась очень симптоматичной для «плохого» зрения. Показатели CCT OD были значительно ниже и были близки к нулю OD по сравнению с OS, даже когда острота зрения составляла 20/30 и 20/15.