特殊兵种人群对比度视力变化规律的研究

王松田，韩军军，石玉才

随着人们对视觉质量的逐步认识与关注，传统的国际标准对数视力表测试视力已经无法满足人们的要求。目前评价视觉质量的方法还有对比敏感度函数和对比度视力检查。某些职业对视力的要求是比较严格的，比如飞行员，汽车兵，侦察兵等由于战斗的需要，都要求单眼裸眼视力达到1．0以上。近年来，在对空军飞行员人群视力的筛查技术等方面已有相关报道，但对陆军汽车兵、侦察兵等人群的研究较少，对其视力合格人员在不同背景不同对比度下视力变化的研究更加值得关注。为此，笔者应用多功能视力检测仪对通过初检达标的汽车兵和侦察兵这类特殊人群在三种不同背景下不同对比度的视力进行检查和分析，以期发现陆军官兵视力正常人的对比度视力变化规律，为特殊兵种、职业选拔提供更准确地进行视力的检测和筛选提供依据。

图 1 不同背景、对比度下的视力变化图

1 对象和方法

1．1 对象 2012￣12—2013￣02在对济南军区某炮兵旅汽车兵、侦察兵体检初检视力达标人员共336名（672眼），占总体检人数（475名）的 70.7%（具有激光手术史108名，单纯视力不达标27名，其它疾患4名）。所有达标人员经过眼科检查及全面体检，均排除青光眼、眼底病、激光手术史及全身系统性疾病等，参检人员均为男性，年龄19～32岁。达标人员在普通E字母视力表检测单眼裸眼视力均≥1．0。

1．2 方法 对336名达标人员使用中国深圳亮晴公司和美国波士顿新英格兰视光学院合作生产的多功能电子视力测量仪（MFVA-100）检测对比度视力。在同一暗室环境中。每名参检人员在三种不同背景亮度下 （屏幕亮度分别为25、85、260 cd/m2）分别检测对比度为100%、25%、10%、5%时的视力，选择黑色视标。视屏背景为白色，初始视力值设定为1.0（标准字母表视力），视标显示时间设置为0 s。视力值采用LogMAR记录法。检查过程严格按照操作规范进行。所有检查均由同一检查者进行。

1．3 统计学方法 应用SPSS 19．0统计软件进行数据分析。定量数据以均数±标准差来表示，采用单因素方差分析和配对t检验。比较对比度视力组之间的相关性采用相关回归分析。α=0.05。

表 1 336名官兵在不同亮背景不同对比度下的视力

2 结果

2．1 在各背景亮度下，不同对比度组的视力变化如图1所示，在三种不同的背景下，随着对比度下降视力均呈现出较为明显的下降趋势，对比度为100%时各组的对比度视力最佳。在暗背景下，100%、25%、10%和 5%对比度组视力分别为-0.1248±0.1442、0.0806±0.1626、0.2551±0.1798、0.4488±0.2038；在正常背景下，100%、25%、10%和5%对比度组视力分别 为 -0.1852 ±0.1278、0.0003 ±0.1658、0.1680 ±0.1930、0.4306±0.2251；在高亮背景下，100%、25%、10%和5%对比度组视力分别为-0.2133±0.1300、-0.0349±0.1679、0.1859±0.2249、0.3979±0.2687。 在三种不同的背景亮度下，5%、10%、25%、100%对比度视力组间均有显著性差异（P＜0．05）。

2.2 在相同对比度视力下各背景亮度组的视力变化 在100%、25%对比度中，组间各背景亮度之间均呈现显著性差异（P＜0.05），即随着背景亮度的增加，视力呈上升趋势，在高亮组视力达到最佳；在10%对比度中，暗背景组明显低于正常组与高亮组（P＜0.05），而正常组与高亮组之间无显著性差异（P＞0.05）。在5%对比度中，暗背景组视力低于高亮背景组视力（P＜0.05），而其余两组比较并无显著性差异（P＞0.05）；正常背景组与高亮背景组比较无显著性差异（P＞0.05）。 见表 1。

2.3 在不同背景下100%对比度视力组与各对比度视力组之间的相关性 暗背景下100%对比度视力与 25%、10%、5%对比度视力均呈正相关（P<0．01），r分别为 0.0.641、0.620、0.574，直线回归方程分别为Y=0.171 ＋0.723X、Y=0.352 ＋0.772X、Y=0.550 ＋0.811X；正常背景下100%对比度视力与25%、10%、5%对比度视力均呈正相关 （P=0.000<0．01），r分别为0.640、0.611、0.624，直线回归方程分别为Y=0.154 ＋0.830X、Y=0.339 ＋0.923X、Y=0.634 ＋1.100X；高亮背景下100%对比度视力与25%、10%、5%对比度视力均呈正相关（P<0．01），r分别为0．746、0．373、0．297，直线回归方程分别为 Y=0.171＋0.963X、Y=0.323＋0.643X、Y=0.528＋0.611X。 在各背景下的100%对比度组视力与其他背景下的25%、10%、5%对比度组之间视力均无显著性相关 （P＞0.05）。

3 讨论

人们通常说的视力，主要反映的是黄斑的视功能，传统的对数视力表的测试结果反映的是黄斑部对高对比、小目标的分辨能力。裸眼或最佳矫正视力≥1．0者未必视觉质量良好，其视功能或许存在着不同程度的缺陷。对比敏感度（contrast sensitivity，CS）是指人眼在不同空间明亮对比下分辨物象的能力，不但能反映人眼对细小、高对比度目标的分辨能力，而且也反映对粗大、低对比度目标的反映能力。正常人眼的对比敏感度是眼球光学对比敏感度和神经视网膜系统的对比敏感度的综合，在具有正常神经视网膜功能的前提下，所测量的对比敏感度可以代表眼球的光学成像质量，即对比敏感度可以间接反映外界物体在视网膜上成像的光学成像质量[1]。Campbell等[2]在通过对比观察视觉系统的解剖结构与生理功能后提出了与视觉信息处理机构有关的多通道理论，认为视觉系统是由一系列独立的神经通道组成，主要有司物像精细分辨的X通道（持续性通道），司物像粗略分辨的Y通道（瞬时通道）和司运动控制、朝向选择及对比变化监测等感受野相关的W通道。正常人眼的对比敏感度函数（contrast sensitivity curve，CSC）呈倒置的“U”字形。在低、高频区呈下降趋势，中频区则最高，为CSC曲线的峰值。CSC低频区主要反映视觉对比度情况；高频区主要反映视敏度；中频区则集中反映了视觉对比度和视敏度的综合情况。物体的空间频率过大或过小会不同程度的影响人眼的CS。这种特性被称为对比敏感度的带通性。因此对比敏感度比视力更能全面、客观地评价视功能。研究显示，儿童CS值比成年人低，青年人的CS值较高，20～30岁最高，40岁以后随年龄的增长出现高频区CS值下降，但低频区的改变不明显[3]。也有研究报道，40岁之前年龄与对比敏感度呈正相关，40岁之后对比敏感度开始下降[4]。对比敏感度与年龄、屈光状态、瞳孔直径、视网膜色素密度等因素有关。因此，笔者在研究中将观察对象的年龄控制在19~36岁、裸眼视力≥1.0、健康状态良好这一特定人群进行监测，尽可能排除这些因素对检测结果所造成的误差，以保证研究结果的可靠性和稳定性。

基于近些年国内外对不同屈光状态及对比度视力的关系进行一系列研究，笔者首次比较在背景亮度逐步增大的情况下，测试不同的对比度下的视力，以期发现其规律。在本研究中：在暗背景、正常背景、高亮背景下，士兵的视力随着对比度的降低均下降；高亮背景下对比度为100%时对比度视力最佳，暗背景下对比度为5%时对比度视力最差，在三种不同的背景下，随着对比度的降低，个体之间的差异也逐步增大。本文结果与史胜、燕振国等[5，6]基本一致。值得注意的是，笔者发现：在100%对比度和25%对比度下，随着背景亮度的增加，视力呈上升趋势，高亮组视力达到最佳；而在10%、5%对比度下，暗背景组视力明显低于正常组与高亮组，而正常组与高亮组之间并无明显差异。不同亮度背景下的100%对比度视力与该背景下的25%、10%、5%对比度视力均成正相关，不同亮度背景下无显著性相关，其机制可能与视网膜、视神经的解剖神经电生理有关，不同的皮质解剖区域对于不同的刺激信息的反应存在相互作用和重叠现象，但每个区域的反应侧重点不同，分别与不同类型的反应信息关联[7]。本文结果表明：在任何视物背景下，随着对比度的下降，视力也呈下降趋势；在一定的对比度范围内，增加视物背景光度能够适当提高视力；而在对比度较低的情况下（如10%、5%对比度），在一定程度上增加视物背景光度并不一定能提高视力。

眼的波前像差是评价视光学质量的重要标志，分为低阶像差和高阶像差，低阶像差主要是离焦与散光，能用球镜和柱镜镜片进行矫正，高阶像差为三阶以上的像差，不能用常规方法矫正。Martinez等[8]的研究表明，瞳孔从3 mm扩大到7 mm时，彗差增加12倍，球差增加7倍。Liang等[9]发现当瞳孔很小时像差对视网膜成像质量影响不大，但当瞳孔增大时，高阶像差明显影响视网膜分辨率和视觉成像质量。Mrochen和Seiler[10]在自然光线状态下也研究发现98%人瞳孔直径在4.5 mm时会出现明显的高阶像差。程振英等[11]研究发现，超常视力眼波前像差与高对比度视力无关，与低对比度视力有关。总像差、2阶像差和离焦像差与低对比度视力呈负相关，像差越大，低对比度视力越差[12]。Levy等[13]分析了超常视力眼高阶像差的特点，发现超常视力眼有一定程度的高阶像差，数值与近视眼高阶像差相似，并认为高阶像差与超常视力无关。由此，可以看出，瞳孔的大小及眼波前像差的大小都是对比度视力的影响因素。增加背景亮度会使瞳孔缩小一定程度，按照以上的结论，波前像差会减少，视力应该会提高，而在低对比度时，普通背景亮度组视力和高亮背景亮度组视力并无显著差异，视网膜光感受器对低对比度的刺激是否已达到饱和状态，视觉中枢是否存在适应现象，心理、神经因素等其他因素的影响，人的视觉系统存在着不同的感知、传导和处理机制，尤其是司物象精细分辨的X通道，具体机制仍需进一步研究。需要指出的是，由于时间和条件的限制，参检汽车兵、侦察兵的泪膜稳定性、瞳孔直径、波前像差及黄斑视网膜色素密度等未查，其与对比度视力之间的相关性未明确得出，需要进一步研究。

正常环境下的用眼习惯使人们更容易在高对比度下视物。在高对比度的视觉环境下，正常人眼的视力维持在一个相对较高的水平，人们较容易发现高对比度下的视力降低。而在较低对比度情况下，由于人眼在低对比度下的视力本身就较差，因而人们不容易发现低对比度下视力的降低。有研究显示，低对比度视力的降低往往先于高对比度视力的降低，其损害具有一定的隐匿性[14，15]。因此，对比度视力测试在全军视功能检查中有重要价值，它不仅能够为特殊兵种、职业的进行检测性选拔提供参考依据，也可以为眼科疾病的早期诊断提供有力证据，并且可以借助此依据为社会汽车驾驶人员视力检查提供参考。

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