近距离观看3D影像对眼视光学参数的影响分析

陈 潇

随着3D立体影视技术的不断发展，3D电影和3D电视已经成为目前屏幕显示技术的主流趋势，观看3D电影的人越来越多，且3D电视也走进了越来越多的家庭。3D显示技术是根据双眼视差的原理，两眼分别接受两幅稍有差异的画面，通过大脑融合后形成的立体画面。在观看3D影像时，需要持续的使用双眼的融合功能，促使具有一定视差的双眼图像融合成为立体图像[1]。与传统2D显示方式相比，容易导致集合与发散的失衡，集合与调节的不协调，影响视觉健康，甚至发生功能性眼病。虽然目前3D立体显示技术的更新速度较快，但仍存在许多弊端，如双眼视差、左右眼的图形干扰等，导致长时间观看3D影像会出现人眼不适、视觉功能紊乱，出现头疼、头晕、眼干、视物模糊等症状，甚至引起青光眼[2]。3D立体影像引起的健康问题已受到大众的关注，并成为遏制立体影像产业发展的重要因素之一。目前的研究仅局限于主观测评或脑电图等方面，对于人眼在观看3D影像过程中的视光学变化规律研究较少。因此，本课题研究了近距离观看3D影像对青年视光学参数的影响，为后续研究提供基础。

1 对象与方法

1.1 研究对象 于2015年12月～2017年12月招募一批100名健康成年志愿者作为研究对象，所有受试者的屈光参差≤1.00 D，单眼矫正视力均≥5.0，排除眼部疾病、视觉异常、视疲劳者及近1 w内观看过3D影像者。采用随机数字表法将100名志愿者分为3组，观看3D影像的距离为25 cm的为25 cm组，40 cm的为40 cm组，2.5 m的志愿者为2.5 m组。25 cm组33例，男16例，女17例，年龄18～27（23.52±3.25）岁；40 cm 组 33 例，男 15 例，女18 例，年龄 20～26（22.54±3.01）岁；2.5 m 组 34 例，男 16 例，女 18 例，年龄 18～27（23.52±3.25）岁。 3 组的一般资料比较无统计学差异（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法 采用快门式3D电视（三星UA46D6000SJ），屏幕尺寸为46寸，分辨率为1920×1080，图像刷新频率为200 Hz，对比度为60%，清晰度为59 dpi，色调为绿50/红50，色度为50 pcn，LED发光二极管为背光灯。3D影像的内容为从《地心历险记》中剪取的90 min的视频。3组受试者分别分批观看3D影像，每组分为5批，每批6～7人。每批受试者观看3D影像的环境和相应设备及参数均保持一致。在观看3D影像前，对所有受试者进行眼部检查，测量调节幅度、聚合近点、近隐斜视度数。检查完成后，受试者休息30 min。之后各批次分别在无灯光照射的黑暗环境中，于距3D电视25 cm、40 cm和2.5 m处（每批受试者对应相应组的观看距离），配戴快门式3D立体眼镜，持续观看3D影像90 min。观看结束后，由两组检查人员对受试者的调节幅度、聚合近点、近隐斜视度数进行检查，所有检查项目在15 min内完成。

1.3 观察指标 （1）调节幅度：采用负镜片法测量受试者观看3D影像前后的单眼调节幅度，采用综合验光仪验光，在最佳矫正视力的基础上，让受试者单眼阅读眼前40 cm的视标，以中心最佳矫正视力视标的上一行为注视视标，逐渐增加-0.25 D负镜片至视标出现持续模糊，此时的负镜片度数加0.25 D即为单眼调节幅度。（2）聚合近点：采用移近法测量聚合近点，受试者注视眼前40 cm处笔灯，将笔灯逐渐移近受试者，当受试者出现复像时，记录此时的距离，即为聚合近点，反映受试者保持双眼融合的最大聚合能力。（3）近隐斜视度数：采用Maddox杆法测定受试者的近隐斜视度数[3]。

1.4 统计学方法 应用SPSS 20.0统计软件分析，计量资料以±s表示，组间比较采用t检验；计数资料以例和百分率表示，组间比较采用χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 3组观看3D影像前后调节幅度比较 观看3D影像后，25 cm和40 cm组调节幅度均显著降低，且显著低于2.5 m组（P＜0.05）；2.5 m组观看3D影像后调节幅度有所下降，但与观看前比较无统计学差异（P＞ 0.05），见表 1。

表13 组观看3D影像前后单眼调节幅度比较(屈光度)

2.2 3组观看3D影像前后聚合近点比较 观看3D影像后，25 cm和40 cm组聚合近点均显著升高，且显著高于2.5 m组（P＜0.05）。2.5m组观看3D影像后聚合近点有所升高，但与观看前比较无统计学差异（P＞ 0.05），见表 2。

表23 组观看3D影像前后聚合近点比较(cm)

2.3 3组观看3D影像前后近隐斜视度数比较观看3D影像后，3组近隐斜视度数均显著升高（P＜0.05），但3组间比较无统计学差异（P＞0.05，表 3）。

表33 组观看3D影像前后近隐斜视度数比较(PDBI)

3 讨论

目前广泛应用的3D显示技术形成的立体影像本身可导致调节和聚散不匹配，对于存在弱视、屈光不正等视觉功能障碍的人群，在观看3D影像时，往往不能很好地融合立体图像，更容易出现视疲劳等功能性眼病。调节和聚散是人眼视光学的重要参数，也是引起视功能下降、视疲劳的基础[4]。因此，笔者对近距离观看3D影像青年受试者的视光学参数调节幅度、聚合近点和近隐斜视度数进行了分析研究。

调节是人眼通过改变屈光状态使眼前不同距离的物体能够在视网膜上清晰聚焦的能力，而调节功能异常是近视发生、发展的潜在危险因素。调节幅度是人眼在注视近点和远点的屈光力之差，反映眼睛能做出的最大调节范围，是反映调节功能的重要参数[5]。本研究结果显示，观看3D影像后，25 cm组和40 cm组调节幅度均显著降低，且低于2.5 m组，而2.5 m组观看前后相比无显著变化，提示近距离观看3D影像会对受试者的调节系统产生影响。有研究认为，副交感神经支配近距离调节，交感神经支配远距离调节[6]。本研究中受试者观看3D影像后，可能是通过影响交感神经或副交感神经而引起受试者的调节系统发生变化。

集合不足是导致视疲劳和视力下降的常见因素之一，可导致双眼不能保持单视，立体视觉丧失、隐斜变为显斜等较为严重的后果；聚合近点和近隐斜视度数是反映集合不足的重要参数[7]。本研究结果显示，观看3D影像后，25 cm组和40 cm组聚合近点显著升高，且显著高于2.5 m组，而2.5 m组观看前后相比无统计学差异。观看3D影像后，3组近隐斜视度数均显著升高，但3组间比较无统计学差异。提示观看3D影像可导致集合不足的发生，而集合不足是对近视的影响较大，可导致视疲劳、视力下降和视近模糊等情况的发生。且本研究发现，观看3D影像后受试者的近距离隐斜视有向外隐斜视发展的趋势，可能与集合不足有关。

综上所述，观看3D影像尤其是近距离观看，对人眼调节幅度、聚合近点和近隐斜视度数均产生影响，可导致视疲劳、视功能下降。因此，在观看3D影像时，应当选择适合的距离，可能至少距离2.5 m较为合适。且应当建立3D影视的健康安全评价系统，优化观看环境，提高人们观看3D影像的舒适度，为预防相关疾病提供相关依据。