|
關(guān)鍵詞： 視野計 原理 發(fā)展
摘要：視野檢查在眼科疾病的診斷和治療中起著舉足輕重的作用。本文回顧了視野計發(fā)展的歷史，著重闡述了不同類型視野計的原理及其應用范圍，并介紹了幾個新型視野計。
視野檢查是指測量視網(wǎng)膜斑注視點以外的視力即周邊視力而言。視野檢查可以分為單眼視野檢查和雙眼視野檢查，我們常用的視野檢查為單眼視野檢查。一般認為如果受檢者的視野范圍和該范圍的視覺能力與正常健康人相同即為正常視野[1]。視野檢查為眼科工作者診斷和跟蹤隨訪主要的致盲眼病提供了重要信息。勿庸置疑，視野檢查是診斷和監(jiān)測青光眼以及其它一些視覺、視神經(jīng)疾病的基本方法。先進的視野檢查為早期診斷和密切監(jiān)測這些疾病的發(fā)展提供了可能，同時成功的治療創(chuàng)造了條件。
視野的概述要追溯到公元前5世紀，視野即是當眼球向正前固視不動時近見到的周邊空間區(qū)域。17世紀Mariotte發(fā)現(xiàn)了視神經(jīng)乳頭與生理盲點的關(guān)系，因此成為第一個描述特殊暗點的人。1801年Thomas Yang第一次真正地測量了視野[2]。19世紀中葉，F(xiàn)orster設計了第一臺弧形視野計[3]，此種視野計將視野檢查擴大到450，并且測定出視野的外界。Bjerrum(1889)發(fā)明了Tangent視野屏幕和動態(tài)多等視線視野計。
20世紀，F(xiàn)erree和Rand[4]發(fā)展了Forster早期的工作，擴大了弧形視野計的檢查范圍�；⌒我曇坝嬕恢毖佑弥两�。從1950年開始，Goldmann設計的投射式半球形視野計持續(xù)流行了30年[5]。Goldmann視野計將背景照明、刺激光標大小及其亮度進行標準化，可供進行動態(tài)及靜脈視野檢查，同時它為發(fā)展更精確的現(xiàn)代視野計奠定了基礎。此后，Louise sloan[6]第一認識到靜態(tài)閾值型視野計的重要性。Harms和Aulhorn[7]為動態(tài)視野計提供了補充的表態(tài)視野檢查。他們設計了Tubinger手動視野計，可以同時完成動態(tài)及靜態(tài)視野檢查。Armaly提出超閾值篩查的概念，他還提出了青光眼病中容易受損害的視野部位[8]。20世紀60年代，Dubois-Poulsen和Magis[9]首先試圖發(fā)明自動動態(tài)視野計，但是由于技術(shù)問題，受到阻礙。Lynn和Tate[10]1969年利用一臺計算機和電視機，首次展示了第一臺自動靜態(tài)視野計。此后，自動靜態(tài)視野計不斷發(fā)展，并被不斷改進。
一、動態(tài)視野計的原理及基本類型
不同強度的光標自周邊向中心移動，移動中病人從看不見光標到看見，看見時病人作出反應。將看不見與看見這一界限的全部反應點連接起來，即形成了視野的范圍。視野范圍的大隨著刺激光標的大小、亮度的不同而有所不同。醫(yī)生對動態(tài)視野檢查結(jié)果一目了然。
周邊弧形視野計一般常用的是一個半圓弧或1/4圓弧的金屬板，其半徑為33cm。檢查方法如前動態(tài)視野檢查的基本方法。目前多用電氣投射弧形視野計。視野計上附有一照明管，由該管向弧板的內(nèi)面照射出一個橢圓形光點，以代替刺激光標。在弧板的中心有“X”形光點為固視目標，刺激光標的亮度，大小和顏色均可隨意調(diào)換。
平面視野計檢查的是視野的中心部分，最常用的是Bjerrum氏屏幕。此視野計為1米見方的黑色屏，在它上面以不明顯的條紋按照視角的正切。每5º畫一同心圓。檢查時患者坐在視野計前一米處，受檢眼注視視野計中央的固視目標，另一眼遮以眼罩。用2mm刺激光標由視野計的中央向周邊或由周邊向中央移動，在各子午線上檢查，同時詢問患者何處看見或看不見光標，隨時記錄暗點的界限，最后把所有的結(jié)果轉(zhuǎn)錄在視野圖上。
goldmann投射式半球形視野計在眾多半球形視野計中最具有代表性，它集多種特性于一體，可進行動態(tài)及靜態(tài)視野檢測，從而可以了解視野的全貌。50年代至70年代，Goldmann視野計在西方被公認為標準視野檢查儀。Goldmann的刺激光標的大小分為0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級，相應于1/16mm2、1/4mm2、1mm2、4mm2、16mm2、64mm2，并且刺激光標的大小容易轉(zhuǎn)換。刺激光標的亮度變化范圍自弱至強分為1、2、3、4級，相對應于3.15、10、31.5、100毫郎伯，亦即31.5、100、315、1000asb（阿熙提，亮度單位）。Goldmann視野計作為動態(tài)視野檢查時一般采用標準刺激光標，它們是0-1、Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3、Ⅰ-4、Ⅱ-4、Ⅲ-4、Ⅳ-4及Ⅴ-4共9個。刺激光標的基本亮度為背景照明亮度的33倍，隨著刺激光亮度變化，其背景光的亮度亦改變，二者之間的比率為33。Golemann視野計還可以通過改變顏色濾光片，產(chǎn)生紅、綠、藍刺激光標[13]。
雖然，動態(tài)視野計是首先被應用于臨床的，但是它們的幾個缺點限制了其應用。我們利用Traquair“盲海中的視島”的類比原理，清楚地解釋動態(tài)視野檢查的缺點。Traquair將視野比喻成茫茫大海中的一個孤島，島的高度代表視網(wǎng)膜的敏感性。島上的最高點即黃斑中心凹，此處視網(wǎng)膜的敏感性最高，在此點極弱的刺激光也能被查覺。相反，島的邊緣水平線上即周邊部視網(wǎng)膜的敏感性最差，只有最強的刺激光才能被檢測出來。這個孤島被煙霧籠罩，視野檢查即是作出它的地形圖也即視野圖[14]。
動態(tài)視野計中，已知強度的光標自周邊向中心移植，仿佛一架飛機以一定的飛行高度自島的周邊向中心飛行，飛機撞到山上即失事附毀。數(shù)架飛機以同一飛行高度飛行，墜毀數(shù)次，即得出一等高線。畫出數(shù)條等高線后，我們即得到視島的地形圖。視野是根據(jù)同一原理畫出等視線，得出視野結(jié)果[14]。
動態(tài)視野檢查的第一個缺點是，如果島中存在山谷，飛機自外向內(nèi)飛行時會錯過它。當然我們可以在山谷中飛行，進行探查，但是以何處作為起點是一個難題。所以這種飛行方法非常容易錯過山谷，即錯過視野中的暗點。
第二個缺點：動態(tài)視野檢查不能準確地測量視島中比較平坦的區(qū)域。飛機以某一高度從外向內(nèi)飛行墜毀地點與以另一近似高度的飛行墜毀地點相差甚遠。部分病人整個視島相對平坦，因此此種視島的微小起伏不能被正確地反映出來，視野結(jié)果與真實差蹺甚遠。
第三個缺點：動態(tài)光標比表態(tài)光標容易察覺，在視野缺損的區(qū)域表現(xiàn)更突出。這一特性造成檢查中容易漏掉視野缺損。這種現(xiàn)象可以發(fā)生在任何位置的視路病變，其中以枕葉病變最為突出。由于動態(tài)光標的移動性，檢查某一位置的光感受器時，它還受與之相鄰的光感受器傳導的影響。所以，光標移動得越快，影響相鄰光感受器的范圍越大。另一方面，則光標向內(nèi)移植得越快，視野范圍越小。
第四個缺點：動態(tài)視野計很難設計為自動視野計。例如Coherent perimetron（相干視野計）在尋找暗點時遇到很大困難，計算機在暗點內(nèi)迷失了方向，尤其是與周邊相連的暗點。因此市場上沒有出現(xiàn)有競爭力的自動動態(tài)視野計[14]。
由Armaly發(fā)明，Drance改良的一種進行性青光眼視野篩查的視野計是一種動靜態(tài)結(jié)合的視野計，它在施行中央視野檢查時采用相對靜止的刺激光標，選擇72個測試點，周邊則選擇動態(tài)刺激激光標。然而這種視野計的臨床應用價值沒有得到肯定[12]。
二、自動表態(tài)視野計的原理和類型
自動視野計是醫(yī)生考慮視野方法的一個革新。雖然技術(shù)上可以支持自動動態(tài)視野計，但是自動動態(tài)視野計沒有自動表態(tài)視野計更為實用。所以我們通常所說的自動視野計是指自動表態(tài)視野計。自動視野計采用靜止光標檢查視野，其結(jié)果提供灰階圖和數(shù)字圖（定量圖），取代了動態(tài)視野計的等視線圖。目前常用的自動視野計是被公認為標準的Humphrey field Analyzer(Humphrey視野分析儀)。
讓我們回到用作比喻的視島來解釋靜態(tài)視野計的工作原理。我們釋放帶有高度計的降落傘來記錄視島的不同高度。由于降落傘落在島上不同的位置，因此可以了解整個島的高度即視網(wǎng)膜的敏感性。這種方法被稱為靜態(tài)閾值視野檢查，因為它是在看見與看不見之間選擇閾值。靜態(tài)閾值視野計克服了動態(tài)視野計的缺點。選擇足夠量的降落傘就不會錯過山谷，即不會漏掉暗點。平坦區(qū)域可以被準確測量，起伏不平的地域可以被揭開面紗。光標不是移動的，因此計算機容易控制。不足的是，選擇閾值需要長時間。為了解時間長的問題，發(fā)明了超閾值靜態(tài)視野計。即起用直升飛機在島的的上空盤旋，無論它在空中或在島上均記錄它的高度。短時間內(nèi)空中大量點的，可以在島的內(nèi)部測量山谷即暗點。另外，還有一種靜態(tài)與閾值相關(guān)的直超閾值型視野計[13]。
總之，閾值型靜態(tài)視野計是在視野的特定位置，通過判斷看見與看不見之間的刺激光標的強度，確定閾值強度。超閾值表態(tài)視野計是用事先選擇的光標強度，測定其在某些特殊位置是否被看見，從而了解視網(wǎng)膜的敏感度。此種視野計存在的問題是，若光標強度遠離閾值，檢查則容易浪費時間。與閾值相關(guān)的超閾值型靜態(tài)視野計，其原理是已知一些點的閾值，選擇略高于閾值的光標強度，并在特定位置進行測試。
�。ㄒ唬┳詣右曇坝嫷某潭仍O計
根據(jù)視野計的不同工作原理，設計了不同的工作程序。選擇視野檢查的工作程序。操作者需要選擇檢查方法和準備檢查的點的分布形狀。有些程度二者是相對獨立的，需要分別進行選擇，有些程序二者是相關(guān)的，操作者只需選擇所需程序。常見的程序有超閾值程序，與閾值相關(guān)的超閾值程序和恒定閾值程序。
�。ǘ┳詣右曇坝嬛械膸讉�概念
1.閾值
閾值并不是一個絕對值。對某一點反復測量其閾值強度，得到的不是一個值而是一個范圍。有理由認為閾值是位于這個范圍內(nèi)的中央值，閾值是一個相對值。這個現(xiàn)象在病人精力不集中，疲勞或確實存在的視野缺損時表現(xiàn)更為明顯。有證據(jù)表明，青光眼視野缺損的早期表現(xiàn)是閾值的不確定性的擴大，視野檢查中表現(xiàn)為多次閾值測定中的波動性。
2.光標強度和背景光強度
背景光是在視野檢查中提供的一個穩(wěn)定的光適應狀態(tài)。如果沒有背景光，每個刺激光標產(chǎn)生不同的局部光適應，這們接受每個不同刺激光標后需要數(shù)分鐘才能回到基線上，阻止了在某一部位的重復試驗。刺激光與背景光之間的差別足夠大，即可以誘發(fā)病人作出反應。Goldmann視野計采用31.5asb做為背景光。這一水平被國際眼科協(xié)會認作統(tǒng)一標準。目前多數(shù)自動視野計采用此水平的背景光。阿熙提（asb）是光亮度的單位，是以對數(shù)等級為基礎的。數(shù)字越小，刺激光越暗。分貝（dB）反映視網(wǎng)膜的敏感性。dB值越大，視網(wǎng)膜的敏感性越高。
（三）自動視野計的類型
按照光標光源的不同，視野計主要分為以光發(fā)射裝置為光源和二極管為光源的視野計。前者包括Octopus和Humphrey visual Fiedl Analyzer(HFA)。后者包括Dicon和Digilab視野計。另外還有以光導纖維光源的視野計。
Octopus是市場上出現(xiàn)的第一臺自動靜態(tài)視野計。它試圖使用單一大小的視標，但光的強度只能達到1000asb。它是通過降低背景亮度到4asb，提高刺激光標與背景之間的對比度，來完成其檢查的。但是使用光標Ⅰ，不能區(qū)別相對和絕對暗點，這樣不能追蹤視野缺損的進展情況。為解決這個問題，選擇標準光標0.431º，相當于Goldmann的光標Ⅲ。Octopus210或2000通過使用光標Ⅴ，能夠區(qū)分更加致密的相對暗點[11]。
繼Octopus出現(xiàn)幾年之后出現(xiàn)的Humphrey visual Field Analyzer(HFA)在美國非常流行。HFA是一個全自動的獨立完整的系統(tǒng)，完全計算機化，它提供不同種類的靜態(tài)檢查，包括閾值視野檢查和篩查。檢查結(jié)果可以被打印出來或被軟盤儲存起來。它使用的是標準大小的Goldmann的光標，大小從Ⅰ-Ⅴ，背景光強度為31.5asb。它還提供彩色視野檢查。HFA光標的強度從0.08～10000asb。每一個檢查過程中，光標的強度是可變的，而光標的大小是恒定的。光標的大小從Ⅰ-Ⅴ是可調(diào)的，這樣對檢查嚴重視野缺損的病人提供了有利條件。HFA光標持續(xù)時間為0.2秒，光標的位置無任何規(guī)律，是隨機出現(xiàn)的，這一點提高了病人的注意力。HFA采用的注視監(jiān)視系統(tǒng)是Heijl-Krakau的生理盲點監(jiān)視技術(shù)。使用此監(jiān)視系統(tǒng)，可以去掉假陽性，從而提高檢查的準確性[15]。
Humphrey Field AnalyzerⅡ（HFAⅡ）對HFA進行了革新。在與原來HFA完全可比的基礎上，HFAⅡ提高了病人的舒適度，也提高了準確性。HFAⅡ準確地注視監(jiān)視系統(tǒng)，不但檢查中可以監(jiān)視，而且打印結(jié)果還可以反映出檢查的可信度。HFAⅡ半球形設計，在檢查距離保持與Goldmann相同的30cm的基礎上，使機器的體積縮小，HFAⅡ可以檢查90º全視野。HFAⅡ提供包括常規(guī)程序STATPACTM在內(nèi)的多種程序。
StatPacTM常規(guī)程序提供不同年齡的正常人的視野結(jié)果作為對照。另外還可以比較同一病人的二次視野結(jié)果。最新視野結(jié)果中強調(diào)不正常的視野變化。程序還提供統(tǒng)計學分析。
FastPasTM24-2快速程序，可以縮短檢查時間40%。光標亮度變化階梯是3dB，而不是常規(guī)程序中梯度的先前進4dB,再后退2dB從而找到閾值。這是一次找到閾值。平均缺損（MD）與常規(guī)程序略有區(qū)別，短期波動（SF）比常規(guī)程序高。明智的做法是對同一病人選擇相同的程序跟蹤隨訪，不要經(jīng)常轉(zhuǎn)換。
SITA是另一快速程度。它與FastPac及FastPac具有可比性。SITA提高檢查速度的原因是，參考鄰近點的反應選擇刺激光標的強度，對估計的閾值不斷更新。如果病人反應快，測試節(jié)奏就加快。假陽性、假陰性、短期波動（SF）是根據(jù)病人的反應計算出來的，而不是真正測量的。檢查后的結(jié)果分析，是根據(jù)試驗的全況，可能去掉某些已被選擇的點，或重新選擇已去掉的點。正常人群數(shù)據(jù)是瑞典正常人的視野結(jié)果[16]。
�。ㄋ模⿴追N新型視野檢查
與桿細胞相連的神經(jīng)節(jié)細胞和與錐細胞相連的神經(jīng)節(jié)細胞分別終止于外側(cè)膝狀體的不同部位，在白色光標和白色背景的檢查中，它們分別起到一部分的作用。最近Harweth等[12]進一步闡明了靜態(tài)視野檢查中視覺檢測機制，他們指出根據(jù)不同的光敏感度可能有三種明適應的原理：（1）獨立的短波機制，其反映短波（藍）錐細胞的敏感性。（2）有色機制，其反映中波錐細胞和長波錐細胞的敏感性。（3）明亮機制，其反映中波和短波混合波的錐細胞的敏感性。他們發(fā)現(xiàn)正常猴眼，使用不同體積和不同波長的刺激光，其結(jié)果不同。標準情況下，即背景光為31.5asb，刺激光體積為Ⅲ，反映不同敏感性的全部亞通道是相同的，因此漏掉一些早期選擇性的缺損。但是此檢查條件對于檢查深暗點很理想，因為全部亞通道均處于準備狀態(tài)[11]。
基于上述原理，介紹下面幾種新型視野檢查，它們與傳統(tǒng)的白色刺激光標和白色背景的視野檢查類似，但是它們將視覺系統(tǒng)的其它功能特點分離開來并分別單獨檢測[11]。
1.短波長自動視野計（SWAP）：是黃藍視野檢查。其光標為藍色，背景為黃色。它是通過激活短波視路的敏感性實現(xiàn)檢查的。它比正常的白色光標，白色背景，能更早期地發(fā)現(xiàn)青光眼視野缺損，更快地確定青光眼的視野改變。Johnson等報告[17]，高眼壓病人黃-藍視野異常者5年后發(fā)展為青光眼者比黃-藍視野正常者的發(fā)生率高得多。SWAP的原理是藍色視錐細胞數(shù)量原本即相對較少，而且在青光眼發(fā)病過程中被早期地選擇性地損害。黃色背景使視桿細胞，長波（紅）、中波（綠）視錐細胞對光刺激敏感[18]。但藍色光標要求采用光標Ⅴ的刺激光。SWAP同樣提供正常人的數(shù)據(jù)作對照，打印結(jié)果與HFAⅡ的其它基本相似。其缺點是對病人而言有一定難度。
2.倍頻對比敏感視野計（FDT）：它的光標為倍頻正弦格柵圖形，它分離出視網(wǎng)膜節(jié)細胞的M細胞。M細胞直徑大，僅占節(jié)細胞的3%到5%。青光眼早期損害首先侵犯M細胞。FDT的超閾值篩查程序只需45秒，全閾值程序需4分鐘。病人可以配帶自己的眼鏡。視野程序中同樣提供正常人群正常值。結(jié)果提供平均缺損（MD）和標準偏離模式（PSD）。在檢測異常視野中，表現(xiàn)出高敏感性和高特異性，尤以全閾值程序突出[19]。與常規(guī)自動視野計（AAP）相對照，F(xiàn)DT的敏感性為87%，特異性為84%。FDT簡單，容易操作，省時，受到病人喜歡。超閾值普查程序?qū)χ型砥谇喙庋鄄∪嗣舾衃20]。FDT存在的問題是閾值篩查程序和全閾值程序的視野缺損的數(shù)量上、位置上和致密程序上均不完全相同。
3.高通分辨視野計（HRP）：它是Ophthimus ring Perimeter的程序，注視光標是不連續(xù)的環(huán)形，由一暗環(huán)包繞一亮核。如果一定體積的環(huán)不被受檢者看見，視野計自動增大環(huán)的體積。環(huán)是通過對比敏感度測得視網(wǎng)膜的敏感度的。Frisen認為HRP是通過發(fā)現(xiàn)節(jié)細胞間的空間，得知節(jié)細胞丟失的數(shù)量[21]。Helmholtz認為區(qū)別兩點的最小距離是一個錐細胞直徑[22]。HRP的檢查時間較常規(guī)自動視野計短，而其結(jié)果可能更直接反映有功能的節(jié)細胞的數(shù)量。Lindblom用HRP估計了年齡對節(jié)細胞間距的影響，并證明隨著年齡的增長，節(jié)細胞間距也增長。從28.4歲到71.4歲，節(jié)細胞功能的降低為21.55，這一點支持與年齡相關(guān)的視覺敏感度的降低，是由于神經(jīng)元減少造成的理論。
自動視野計發(fā)展至今，硬件部分已經(jīng)比較發(fā)達。隨著我們對青光眼的病理生理和視野缺損的進一步了解，視野計有可能出現(xiàn)一些更為特殊的或更為有效的試驗策略和有意義的數(shù)據(jù)分析程序。最終，智能型視野計采用人工智能的運算規(guī)則，將一次選擇檢查的類型和相應的數(shù)據(jù)分析方法。除了視野計的進一步自動化，醫(yī)生對視野結(jié)果的評價，在青光眼及其它疾病的診斷與治療中也顯得非常重要，另外，除了視野檢查，其它視覺功能檢查，例如色覺檢查、對比敏感度、藍色對比敏感度、圖形ERG（P-ERG）、圖形VEP（P-VEP）和閃光VEP（F-VEP）等檢查也是視覺檢查的補充。
參考文獻
1 劉家琦。實用眼科，北京：人民衛(wèi)生出版社，1984；618
2 Young T.Philos,Trans Roy Soc Can,1801;91:23
3 Forster R.Klin Monatsbl Augenheikd,1869;7:411
4 Ferree CE et al.Am J Ophthalmol,1922;5:455
5 Goldmann H.Ophthalmologica,1945;109:57
6 Sloan LL.Arch Ophthalmol,1939,22:233
7 Harms H et al.Doc Ophthalmol,1939;13:303
8 Armaly MF.Arch Ophthalmol,1969;81:25
9 Dubois-Poulsen A et al.Bull Mem Soc Fr ophthalmol,1966;79:576
10 Lynn JR at al.Computer controlled apparatus for automatic visual field examination,US patent 3,883,234,issued May 1975
11 Ritch R et al.Glaucoma2nd ed,Mosby,1996
12 Harweth RS et al.Invest Ophthalmol Vis Sci,1993;34:3011
13 Harrington DO.The Visual Fields(A Textbook and Atlas of clinical Perimentry)
14 Mills RP.Am Intra-ocular Implant Soc J,1984;10
15 Haley MJ.The Field Analyzer Primer,1987
16 Bengtsson B et al.Acta Ophthalmol Scand,1997;75:368
17 Johnson CA et al.Arch Ophthalmol,1993;111:645
18 Sample PA et al.Review of Ophthalmol,1994:6
19 Burnstein Y et al.Invest Ophthalmol Vis Sci,1998;39(4):s25
20 Perez JS et al.Invest Ophthalmol Vis Sci,1998;39(4):s26
21 Frisen L.Perimetry Update,1992/1993
22 Helmholtz V.Handbuch der Physiologischen Optik,1911
... |
