亮度和颜色参与时青光眼视觉运动觉的变化
作者：顾宝文 吴德正 梁炯基
单位：
基金项目：国家自然科学基金资助(39470743)顾宝文(博士生，现在深圳市红十字会医院眼科，518029)；吴德正(中山医科大学中山眼科中心，广州)；梁炯基(中山医科大学中山眼科中心，广州)
关键词：运动觉；青光眼；色
眼科000103 摘 要：为观察青光眼患者三种视锥细胞视觉运动觉的变化，我们分别应用蓝、绿、红条状视标显示于黄、紫及青色背景，同时保持视标与背景间存在着亮度对比的方法，以分离三种视锥细胞的视觉运动觉功能。结果显示青光眼三种视锥细胞的视觉运动觉与正常人相比，明显受损，且蓝和绿视锥细胞受损更严重。从而提示视锥细胞的视觉运动觉，可以早期反映青光眼视神经功能的损害。
分类号：R775.1 文献标识码：B
, http://www.100md.com
文章编号：1004-4469(2000)01-0010-04
Motion Perception of luminance and color contrast in glaucoma
GU Bao-wen
(Shenzhen city red cross hospital，Shenzhen 518029)
Abstract：In order to assess the change of cone’s motion perception in primary open angle glaucoma (POAG).Motion perceptions of B、G and R cones of 42 POAG were isolated by blue、green and red vertical line stimulus displayed on the yellow、purple and blue-green background respectively，and there are luminance contrast between stimulus and background.The results showed that the displacing and flicking threshold of motion perception from B、G and R cones were all damaged in POAG compared with the normal group，and more obviously in G and B cones.These findings indicates that cone’s motion perception may reveal preclinical visual nerve damage in early POAG.
, 百拇医药
Key words：motion perception；glaucoma；color，luminance▲
许多证据表明原发性开角型青光眼在传统的视野检查发现前，已有明显的视神经节细胞轴突的损害。一些检查结果提示经大细胞通道传导的视觉运动觉，对青光眼早期的视神经损害尤其敏感[1]。本文在不同亮度、不同颜色对比下，分离检查青光眼不同视锥细胞视觉运动觉功能的变化规律，从而寻找开角型青光眼早期视功能更加敏感的指标。
1 对象和方法
1.1 对象
1.1.1 正常对照组
27人(54只眼)，其视力或矫正视力≥1.0，男性12人(24只眼)，女性15人(30只眼)，年龄：16～61岁，平均40岁。
, http://www.100md.com
1.1.2 青光眼组
共22人(42只眼)，包括男性15人(28只眼)，女性7人(14只眼)，年龄：20～73岁，平均44岁。所有病人均按照开角型青光眼诊断标准，进行压平式眼压测定、自动视野、房角镜及眼底杯盘比测定。
1.2 研究方法
1.2.1 视觉运动觉检查
视觉运动觉检查在一台PC兼容机上进行。应用运动觉测试软件(中山眼科中心眼科研究所研制)，由微机控制，于14英寸VGA彩显监视器(分辨率640×480)显示36根垂直条状视标，最小条状视标视角大小为5×2min arc，每相邻条状视标长度差为2min arc，相邻二条状视标相距4.3°。中央有一圆形直径为2mm的固视点，检查室的亮度为0.6cd/m2，条状视标运动时间为0.2秒，刺激间隔时间为1～2秒不等。刺激方式包括1～5个象素不同
, 百拇医药
运动幅度的位移及一种18Hz的闪烁刺激。
每种视锥细胞功能的区分参照下列方法：蓝视锥细胞的功能通过蓝色的条状视标(CIEX，Y.0.15，0.07)在黄色的背景中(CIEX，Y.0.35，0.49)运动；绿视锥细胞的功能通过绿色的条状视标(CIEX，Y.0.31，0.56)在紫色的背景中(CIEX，Y.0.24，0.12)运动；红视锥细胞的功能通过红色的条状视标(CIEX，Y.0.59，0.34)在深青色的背景中(CIEX，Y.0.23，0.32)运动。所有条状视标的亮度是10cd/m2，背景的亮度是20cd/m2。
受检者距离屏幕60cm，检查15°范围的视觉运动觉。检查时要求病人固视屏幕中央的固视点，发觉条状视标运动时，即按动鼠标反应器，计算机根据受检者对运动刺激反应的正确和错误情况，得出每个位点的运动阈值分数，记录并与正常值进行比较。
, http://www.100md.com 位移阈值分数：当1个象素的位移运动被感知时，位移阈值分数是5，每增大1个象素，位移阈值分数减少1分。每个位点的位移阈值分数是能够感知的三次阈值分数的平均值。
闪烁阈值分数：一次18Hz的闪烁运动被感知时，闪烁阈值分数为1分；未被感知时，为0分。每个位点的闪烁阈值分数是5次闪烁阈值分数的可见率。
1.2.2 自动视野检查
采用美国Carl Zeiss公司生产的Humphrey 640型视野分析仪，选用24°-2或30°-2二种程序，检查时均采用白色Ⅲ号视标。选择15度范围内的视野平均缺损值，与相对应区域的视锥细胞运动觉值进行比较。
2 结果
2.1 正常人与青光眼运动觉平均位移阈值分数的比较
, http://www.100md.com 正常人蓝、绿、红视锥细胞的视觉运动觉平均位移阈值分数与青光眼相比，均具有显著性的差异(见表1)。
2.2 正常人与青光眼运动觉平均闪烁阈值分数的比较
正常人蓝、绿、红视锥细胞的视觉运动觉平均闪烁阈值分数与青光眼相比，均具有显著性的差异(见表2)。
表1 青光眼与正常人三种视锥细胞平均位移阈值分数的比较
蓝视锥细胞
绿视锥细胞
红视锥细胞
对照组
青光眼组
3.99±0.35
, 百拇医药
2.59±0.41
3.56±0.67
1.97±0.72
4.14±0.35
2.79±0.56
t值
P值
20.20
<0.001
13.64
<0.001
17.18
, 百拇医药
<0.001
表2 青光眼与正常人三种视锥细胞平均闪烁阈值分数的比较
蓝视锥细胞
绿视锥细胞
红视锥细胞
对照组
青光眼组
4.32±0.29
3.26±0.29
4.01±0.70
2.14±0.68
4.67±0.28
, 百拇医药
3.23±0.56
t值
P值
17.39
<0.001
16.18
<0.001
19.64
<0.001
2.3 蓝、绿、红视锥细胞间运动觉阈值分数的比较
开角型青光眼42只眼中，蓝、绿、红视锥细胞的视觉运动觉平均位移阈值分数在正常值范围内的分别是7、3、12只眼，它们之间具有显著性的差异(χ2＝6.71，P<0.05)。而其平均闪烁阈值分数在正常值范围内的分别是10、7、12只眼，它们之间没有显著性的差异(χ2＝1.71，P>0.05)。
, 百拇医药
2.4 视野平均缺损值与运动觉功能的相关性比较
青光眼蓝、绿、红视锥细胞的视觉运动觉平均位移及闪烁阈值分数，与相对应区域的视野平均缺损值相比，均具有一定的相关性(见表3)。
3 讨论
在人类视觉系统中，存在着两个不同的视觉传递通道即大细胞和小细胞传递通道。其中大细胞通道主要接收具有较大直径轴突的神经节细胞的传导纤维，这个通道主要传导运动觉功能。Quigley等[2]通过组织学发现，青光眼早期主要表现为大直径神经节细胞受损。因此视觉运动觉检查能够早期反映青光眼视神经功能的损害。许多结果表明，应用随机点方法检查的开角型青光眼病人的视觉运动觉选择性受损[3-4]。Ruben[5]则应用条状视标方法发现，视觉运动觉的周边位移阈值是一敏感的早期反映青光眼视神经功能损害的指标。Baez等[6]应用同样的方法，随访3～4年，并同Humphrey自动视野对比观察，结果提示周边位移阈值能够早期预测青光眼视神经功能的损害。但他们的视觉运动觉检查，只是应用单一条状视标检查了生理盲点上方局限部位的视觉运动觉功能的变化。在此基础上，我们利用颜色拮抗分离检查青光眼不同视锥细胞，在中心视野36个位点的条状视标视觉运动觉功能，以期筛选出更加敏感的指标。
, 百拇医药
表3 青光眼视野平均缺损与运动觉值的相关性比较
位 移 阈 值
闪 烁 阈 值
蓝视锥细胞
绿视锥细胞
红视锥细胞
蓝视锥细胞
绿视锥细胞
红视锥细胞
运动觉阈值分数
视野平均缺损值
2.59±0.41
, 百拇医药
5.37±0.42
0.97±0.72
5.37±0.42
2.79±0.56
5.37±0.42
3.26±0.29
5.37±0.42
2.14±0.16
5.37±0.42
3.23±0.56
5.37±0.42
r值
, 百拇医药
P值
0.48
<0.01
0.73
<0.001
0.34
<0.05
0.44
<0.01
0.59
<0.001
0.34
<0.05
, 百拇医药
感受视觉运动觉是人类视觉系统的一个基本功能。已知青光眼患者的视觉运动觉明显降低。但其具体的发病机制尚不十分清楚。由于单纯分离检查某一视功能，以避免其它视功能的代偿参与，能够更加敏感的反映青光眼视功能的损害。因此我们分离检查三种视锥细胞的视觉运动觉功能，以分别检查它们各自在开角型青光眼中的损害。
蓝、绿、红三种视锥细胞功能的分离参照以下原则[7]：当应用黄色背景光时，红和绿视锥细胞的敏感性明显降低，蓝视锥细胞得到更加充分和单纯的刺激；同样应用紫色背景光时，绿视锥细胞的敏感性更高；当适应光是青色时，红视锥细胞最敏感。
一些证据表明，青光眼视神经损害呈现局限性的特征，蓝视锥细胞的功能较易受损。但我们的结果表明，蓝、绿、红三种视锥细胞功能，在青光眼早期均发生了明显的损害。在运动觉通道中由较慢分支通道传导的位移阈值分数和由较快分支通道传导的闪烁阈值分数均发生了明显的损害，从而表明青光眼视神经呈现弥漫性的损害特征。结果也表明蓝和绿视锥细胞的视觉运动觉功能在早期受损更明显。这可能是由于蓝和绿视锥细胞的运动觉纤维更易受损，也可能是由于三种视锥细胞在视网膜中的分布不同[8]：红和绿视锥细胞在中心凹区域的密度最高，约70，000/mm2，它们的密度随着离心度的增加而明显降低。而在中心凹区域蓝视锥细胞很少，随着离心度的增加其明显增高，主要分布在周边区域。同时锥细胞视觉运动觉功能的检查，与相对应区域内的视野平均缺损值明显相关，可信性较高。所以，视锥细胞的视觉运动觉检查，能够明显的预示早期青光眼的损害，具有一定的研究与应用前景。■
, 百拇医药
参考文献：
[1] Bullimore MA，Wool JM，Swenson K.Motion Perception in glaucoma.Invest Ophthalmol Vis Sci，1993，34：3526.
[2] Quigley HA，Sanchez RM，Dunkelberger GR，et al.Chronic glaucoma selectively damage large optic nerve fibers.Invest Ophthalmol Vis Sci，1987，28：918.
[3] Silverman SE，Trick GL，Hart WM.Motion Perception is abnormal in primary open angle glaucoma and ocular hypertension.Invest Ophthalmol Vis Sci，1990，31：722.
, 百拇医药
[4] Trick ML，Steinman SB，Amyot M.Motion perception deficits in glaucomatous optic neuropathy.Vis Res，1995，35：2225.
[5] Ruben S，Fitzke F.Correlation of peripheral displacement thresholds and optic disc parameters in ocular hypertension.Br J Ophthalmol，1994，78：291.
[6] Baez KA，McNaught AI，Dowler JG，et al.Motion detection threshold and field progression in normal tension glaucoma.Br J Ophthalmol，1995，79：125.
, 百拇医药
[7] Frederiksan JL，Larsson HB，Zrenner E.Spectral sensitivity of visual evoked potentials elicited by shifting monochromatic checkerboard patterns-1.normal observes.Clin Vis Sci，1993，8：365.
[8] Marc S.Chromatic organization of primate cones.Science，1977，196：454.
收稿日期：1998-12-01
修稿日期：1999-05-25, 百拇医药
单位：
基金项目：国家自然科学基金资助(39470743)顾宝文(博士生，现在深圳市红十字会医院眼科，518029)；吴德正(中山医科大学中山眼科中心，广州)；梁炯基(中山医科大学中山眼科中心，广州)
关键词：运动觉；青光眼；色
眼科000103 摘 要：为观察青光眼患者三种视锥细胞视觉运动觉的变化，我们分别应用蓝、绿、红条状视标显示于黄、紫及青色背景，同时保持视标与背景间存在着亮度对比的方法，以分离三种视锥细胞的视觉运动觉功能。结果显示青光眼三种视锥细胞的视觉运动觉与正常人相比，明显受损，且蓝和绿视锥细胞受损更严重。从而提示视锥细胞的视觉运动觉，可以早期反映青光眼视神经功能的损害。
分类号：R775.1 文献标识码：B
, http://www.100md.com
文章编号：1004-4469(2000)01-0010-04
Motion Perception of luminance and color contrast in glaucoma
GU Bao-wen
(Shenzhen city red cross hospital，Shenzhen 518029)
Abstract：In order to assess the change of cone’s motion perception in primary open angle glaucoma (POAG).Motion perceptions of B、G and R cones of 42 POAG were isolated by blue、green and red vertical line stimulus displayed on the yellow、purple and blue-green background respectively，and there are luminance contrast between stimulus and background.The results showed that the displacing and flicking threshold of motion perception from B、G and R cones were all damaged in POAG compared with the normal group，and more obviously in G and B cones.These findings indicates that cone’s motion perception may reveal preclinical visual nerve damage in early POAG.
, 百拇医药
Key words：motion perception；glaucoma；color，luminance▲
许多证据表明原发性开角型青光眼在传统的视野检查发现前，已有明显的视神经节细胞轴突的损害。一些检查结果提示经大细胞通道传导的视觉运动觉，对青光眼早期的视神经损害尤其敏感[1]。本文在不同亮度、不同颜色对比下，分离检查青光眼不同视锥细胞视觉运动觉功能的变化规律，从而寻找开角型青光眼早期视功能更加敏感的指标。
1 对象和方法
1.1 对象
1.1.1 正常对照组
27人(54只眼)，其视力或矫正视力≥1.0，男性12人(24只眼)，女性15人(30只眼)，年龄：16～61岁，平均40岁。
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1.1.2 青光眼组
共22人(42只眼)，包括男性15人(28只眼)，女性7人(14只眼)，年龄：20～73岁，平均44岁。所有病人均按照开角型青光眼诊断标准，进行压平式眼压测定、自动视野、房角镜及眼底杯盘比测定。
1.2 研究方法
1.2.1 视觉运动觉检查
视觉运动觉检查在一台PC兼容机上进行。应用运动觉测试软件(中山眼科中心眼科研究所研制)，由微机控制，于14英寸VGA彩显监视器(分辨率640×480)显示36根垂直条状视标，最小条状视标视角大小为5×2min arc，每相邻条状视标长度差为2min arc，相邻二条状视标相距4.3°。中央有一圆形直径为2mm的固视点，检查室的亮度为0.6cd/m2，条状视标运动时间为0.2秒，刺激间隔时间为1～2秒不等。刺激方式包括1～5个象素不同
, 百拇医药
运动幅度的位移及一种18Hz的闪烁刺激。
每种视锥细胞功能的区分参照下列方法：蓝视锥细胞的功能通过蓝色的条状视标(CIEX，Y.0.15，0.07)在黄色的背景中(CIEX，Y.0.35，0.49)运动；绿视锥细胞的功能通过绿色的条状视标(CIEX，Y.0.31，0.56)在紫色的背景中(CIEX，Y.0.24，0.12)运动；红视锥细胞的功能通过红色的条状视标(CIEX，Y.0.59，0.34)在深青色的背景中(CIEX，Y.0.23，0.32)运动。所有条状视标的亮度是10cd/m2，背景的亮度是20cd/m2。
受检者距离屏幕60cm，检查15°范围的视觉运动觉。检查时要求病人固视屏幕中央的固视点，发觉条状视标运动时，即按动鼠标反应器，计算机根据受检者对运动刺激反应的正确和错误情况，得出每个位点的运动阈值分数，记录并与正常值进行比较。
, http://www.100md.com 位移阈值分数：当1个象素的位移运动被感知时，位移阈值分数是5，每增大1个象素，位移阈值分数减少1分。每个位点的位移阈值分数是能够感知的三次阈值分数的平均值。
闪烁阈值分数：一次18Hz的闪烁运动被感知时，闪烁阈值分数为1分；未被感知时，为0分。每个位点的闪烁阈值分数是5次闪烁阈值分数的可见率。
1.2.2 自动视野检查
采用美国Carl Zeiss公司生产的Humphrey 640型视野分析仪，选用24°-2或30°-2二种程序，检查时均采用白色Ⅲ号视标。选择15度范围内的视野平均缺损值，与相对应区域的视锥细胞运动觉值进行比较。
2 结果
2.1 正常人与青光眼运动觉平均位移阈值分数的比较
, http://www.100md.com 正常人蓝、绿、红视锥细胞的视觉运动觉平均位移阈值分数与青光眼相比，均具有显著性的差异(见表1)。
2.2 正常人与青光眼运动觉平均闪烁阈值分数的比较
正常人蓝、绿、红视锥细胞的视觉运动觉平均闪烁阈值分数与青光眼相比，均具有显著性的差异(见表2)。
表1 青光眼与正常人三种视锥细胞平均位移阈值分数的比较
蓝视锥细胞
绿视锥细胞
红视锥细胞
对照组
青光眼组
3.99±0.35
, 百拇医药
2.59±0.41
3.56±0.67
1.97±0.72
4.14±0.35
2.79±0.56
t值
P值
20.20
<0.001
13.64
<0.001
17.18
, 百拇医药
<0.001
表2 青光眼与正常人三种视锥细胞平均闪烁阈值分数的比较
蓝视锥细胞
绿视锥细胞
红视锥细胞
对照组
青光眼组
4.32±0.29
3.26±0.29
4.01±0.70
2.14±0.68
4.67±0.28
, 百拇医药
3.23±0.56
t值
P值
17.39
<0.001
16.18
<0.001
19.64
<0.001
2.3 蓝、绿、红视锥细胞间运动觉阈值分数的比较
开角型青光眼42只眼中，蓝、绿、红视锥细胞的视觉运动觉平均位移阈值分数在正常值范围内的分别是7、3、12只眼，它们之间具有显著性的差异(χ2＝6.71，P<0.05)。而其平均闪烁阈值分数在正常值范围内的分别是10、7、12只眼，它们之间没有显著性的差异(χ2＝1.71，P>0.05)。
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2.4 视野平均缺损值与运动觉功能的相关性比较
青光眼蓝、绿、红视锥细胞的视觉运动觉平均位移及闪烁阈值分数，与相对应区域的视野平均缺损值相比，均具有一定的相关性(见表3)。
3 讨论
在人类视觉系统中，存在着两个不同的视觉传递通道即大细胞和小细胞传递通道。其中大细胞通道主要接收具有较大直径轴突的神经节细胞的传导纤维，这个通道主要传导运动觉功能。Quigley等[2]通过组织学发现，青光眼早期主要表现为大直径神经节细胞受损。因此视觉运动觉检查能够早期反映青光眼视神经功能的损害。许多结果表明，应用随机点方法检查的开角型青光眼病人的视觉运动觉选择性受损[3-4]。Ruben[5]则应用条状视标方法发现，视觉运动觉的周边位移阈值是一敏感的早期反映青光眼视神经功能损害的指标。Baez等[6]应用同样的方法，随访3～4年，并同Humphrey自动视野对比观察，结果提示周边位移阈值能够早期预测青光眼视神经功能的损害。但他们的视觉运动觉检查，只是应用单一条状视标检查了生理盲点上方局限部位的视觉运动觉功能的变化。在此基础上，我们利用颜色拮抗分离检查青光眼不同视锥细胞，在中心视野36个位点的条状视标视觉运动觉功能，以期筛选出更加敏感的指标。
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表3 青光眼视野平均缺损与运动觉值的相关性比较
位 移 阈 值
闪 烁 阈 值
蓝视锥细胞
绿视锥细胞
红视锥细胞
蓝视锥细胞
绿视锥细胞
红视锥细胞
运动觉阈值分数
视野平均缺损值
2.59±0.41
, 百拇医药
5.37±0.42
0.97±0.72
5.37±0.42
2.79±0.56
5.37±0.42
3.26±0.29
5.37±0.42
2.14±0.16
5.37±0.42
3.23±0.56
5.37±0.42
r值
, 百拇医药
P值
0.48
<0.01
0.73
<0.001
0.34
<0.05
0.44
<0.01
0.59
<0.001
0.34
<0.05
, 百拇医药
感受视觉运动觉是人类视觉系统的一个基本功能。已知青光眼患者的视觉运动觉明显降低。但其具体的发病机制尚不十分清楚。由于单纯分离检查某一视功能，以避免其它视功能的代偿参与，能够更加敏感的反映青光眼视功能的损害。因此我们分离检查三种视锥细胞的视觉运动觉功能，以分别检查它们各自在开角型青光眼中的损害。
蓝、绿、红三种视锥细胞功能的分离参照以下原则[7]：当应用黄色背景光时，红和绿视锥细胞的敏感性明显降低，蓝视锥细胞得到更加充分和单纯的刺激；同样应用紫色背景光时，绿视锥细胞的敏感性更高；当适应光是青色时，红视锥细胞最敏感。
一些证据表明，青光眼视神经损害呈现局限性的特征，蓝视锥细胞的功能较易受损。但我们的结果表明，蓝、绿、红三种视锥细胞功能，在青光眼早期均发生了明显的损害。在运动觉通道中由较慢分支通道传导的位移阈值分数和由较快分支通道传导的闪烁阈值分数均发生了明显的损害，从而表明青光眼视神经呈现弥漫性的损害特征。结果也表明蓝和绿视锥细胞的视觉运动觉功能在早期受损更明显。这可能是由于蓝和绿视锥细胞的运动觉纤维更易受损，也可能是由于三种视锥细胞在视网膜中的分布不同[8]：红和绿视锥细胞在中心凹区域的密度最高，约70，000/mm2，它们的密度随着离心度的增加而明显降低。而在中心凹区域蓝视锥细胞很少，随着离心度的增加其明显增高，主要分布在周边区域。同时锥细胞视觉运动觉功能的检查，与相对应区域内的视野平均缺损值明显相关，可信性较高。所以，视锥细胞的视觉运动觉检查，能够明显的预示早期青光眼的损害，具有一定的研究与应用前景。■
, 百拇医药
参考文献：
[1] Bullimore MA，Wool JM，Swenson K.Motion Perception in glaucoma.Invest Ophthalmol Vis Sci，1993，34：3526.
[2] Quigley HA，Sanchez RM，Dunkelberger GR，et al.Chronic glaucoma selectively damage large optic nerve fibers.Invest Ophthalmol Vis Sci，1987，28：918.
[3] Silverman SE，Trick GL，Hart WM.Motion Perception is abnormal in primary open angle glaucoma and ocular hypertension.Invest Ophthalmol Vis Sci，1990，31：722.
, 百拇医药
[4] Trick ML，Steinman SB，Amyot M.Motion perception deficits in glaucomatous optic neuropathy.Vis Res，1995，35：2225.
[5] Ruben S，Fitzke F.Correlation of peripheral displacement thresholds and optic disc parameters in ocular hypertension.Br J Ophthalmol，1994，78：291.
[6] Baez KA，McNaught AI，Dowler JG，et al.Motion detection threshold and field progression in normal tension glaucoma.Br J Ophthalmol，1995，79：125.
, 百拇医药
[7] Frederiksan JL，Larsson HB，Zrenner E.Spectral sensitivity of visual evoked potentials elicited by shifting monochromatic checkerboard patterns-1.normal observes.Clin Vis Sci，1993，8：365.
[8] Marc S.Chromatic organization of primate cones.Science，1977，196：454.
收稿日期：1998-12-01
修稿日期：1999-05-25, 百拇医药