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引起红绿视标法测试偏差的主要因素

 最爱九尾狐 2016-08-20

 

主观验光中的红绿视标法利用眼的色差,通过被检眼对红、绿背景中黑视标的清晰度比较,来判断该眼成像焦点或最小弥散圆与视网膜的相对位置关系,进而指导试片调整获得屈光矫正度。因此该法常用于确定屈光状态的性质,精确调整球镜度数。

1、红绿视标法原理

人眼具有色像差。日光谱中各色光互相重叠,主要为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。各色光波长、频率不同(波长:红>橙>黄>绿>青>蓝>紫)。不同波长的光线在同一屈光介质中的折射率是不等的:波长长的光线,折射率低;波长短的光线,折射率高。眼作为一个屈光系统天然存在色像差这一光学缺陷,即折射率不一样的光波最终在眼底成像的位置不一样。

正视眼中,红、绿光的像与视网膜之间具有对称的屈光差及相近的亮度。对于正视眼而言:波长为570nm的黄光恰好聚焦在视网膜上;波长620nm的红光,折射率小,聚焦在视网膜后,相当于远视+0.24D;波长535nm的绿光,折射率大,聚焦在视网膜前,相当于近视-0.20D。二者在正视眼视网膜上形成的光斑大小相等,因此观看红绿视标时红绿的视觉感受相当。对于远视眼而言,则绿光成像更靠近视网膜;而对于近视眼则红光成像更靠近视网膜。

因为不同屈光状态具有与之相对应的不同的红绿视觉感受;反过来,如果获知该眼的红绿视觉感受则可推测该眼处于何种屈光状态。进而可以通过调整试片获得屈光矫正度。

2、引起红绿视标测试偏差的主要因素

2.1红绿离焦过大

红绿视标法对于小于1.00D的屈光不正是有意义的。当屈光不正较大时,两视标像都处于较大的离焦,此时红绿视标检测是不可靠的。

2.2红绿亮度差异

老年人由于晶状体变黄色,部分的吸收了光谱中的蓝光~绿光,被检眼偏向于红光优势,致矫正度偏负。再使用MPMVA方法验证时,反而需要给予+0.50D才能达到MPMVA终止点[1]。色盲患者使用时尤其需要谨慎,虽然用左、右区可以对红、绿部分进行区别,但红色盲对于光谱的红端敏感度低,感觉红色背景要比绿色背景暗。

2.3红、绿光屈光差(色差)的非对称性

不同人的眼、同一个人的不同年龄阶段、屈光成分缺失(如无晶体眼)、屈光成分替代(人工晶体植入)等不同折射率条件下,红、绿光未能维持对称的屈光差。分析薄透镜的轴向色差有助于理解这一问题。以下是薄透镜的轴向色差分析:

给出薄透镜其镜度为P。一束与光轴相平行的平行光束入射到该透镜上,该光束经透镜折射后分解成不同波长的单色光。由于透镜玻璃材料对红光(r光)的折射率大于对绿光(g光)的折射率。因此,透镜对r光的焦距必然大于透镜对g光的焦距。也就是说透镜对r光有较大镜度,对g光的镜度较小。

现设Fr、Fg为透镜对r、g的象方焦点。fr、fg分别为透镜对r光和g光的焦距。

则薄透镜的轴向色差表示式:

△frg=fg-fr ……1

透镜对黄光(y光)的镜度Py的表示式为:

Py=(ny-1)(R1-R2)……2

R1、R2分别为薄透镜的两个球面的曲率,它只与透镜的结构形式有关。令R1-R2=R,则得:

Pr=(nr-1)R……3

Py=(ny-1)R……4

Pg=(ng-1)R……5

透镜的轴向色差也可以用镜度表示:

△Prg=Pg-Pr=(nr-1)R-(ng-1)R=(nr-ng)R……6

式中nr-ng为透镜材料的平均色散。

由于R=Py/(ny-1),可将式6改为:△Prg=(nr-nb)Py/(ny-1)=ωP……7

ω=(nr-ng)/(ny-1)为材料的色散力。

因:阿贝数ν=1/ω,故:△Prg=P/ν……8

红光相对黄光的色差:△Pry=(nr-ny)Py/(ny-1)=(nr-ny)P/(ny-1)

绿光相对黄光的色差:△Pyg=(ny-ng)Py/(ny-1)=(ny-ng)P/(ny-1)

红、绿光相对黄光的色差的大小比较:

△Pry-△Pyg=(nr-ny)P/(ny-1)-(ny-ng)P/(ny-1)

=(nr-ny-ny+ng)P/(ny-1)

                                  =(nr+ng-2ny)P/(ny-1)

理论上,△Pry-△Pyg趋向于0,是支持红绿视标法的最理想的前提条件。但眼屈光介质的折射率会有较大差异,而很难保证人眼在任何折射率状态下都做到:△Pry-△Pyg趋向于0。

3结论

多种因素可以使红绿视标测试产生偏差,因此一些特殊情况下使用红绿视标进行屈光检查与评价时需要谨慎。

 

参考文献

[1]施明光.临床视觉光学.浙江:浙江大学出版社,1993.99

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