客观视觉质量在视力评估中的法医学应用

唐威仪，俞晓英，周 姝，陈捷敏，卓佩佩，夏文涛

（1.佳木斯大学 基础医学院，黑龙江 佳木斯 154007；2.司法鉴定科学研究院 上海市法医学重点实验室上海市司法鉴定专业技术服务平台，上海200063；3.温州医科大学 法医学系，浙江 温州325035）

法医学鉴定实践中检测的视力主要是指中心远视力，简称视力（visual acuity，VA），以实际视力损害作为受伤眼损伤程度和伤残等级鉴定的主要评定依据[1]，并据此作为是否应当承担刑事责任或民事赔偿责任的重要证据。视力的检测属于常规心理物理学范畴，需要受试者的高度配合，然而法医学鉴定中的受试者往往存在“求偿”或“惩罚”心理，故常规心理物理学检查难以客观、准确了解其实际视力水平。多年来，法医学鉴定人通常结合视力表视力检查、全面的眼科检查与图形视觉诱发电位（pattern visual evoked potential，PVEP）检测，综合评估受试者的视力水平，但PVEP受受试者注视不良、主观思维和聚焦努力程度等方面的干扰[2]，难免影响检测波形和评估结果的可信程度。本研究采用双通道客观视觉质量分析系统Ⅱ（optical quality analysis systemⅡ，OQASTMⅡ）采集眼光学系统中的客观视觉质量的综合信息，是目前唯一能对视觉质量进行客观评价的方法，其参数完全基于客观测量，不依赖于受试者主观配合因素[3]，且具有良好的重复性及准确性[4-5]。

临床眼科学界目前通常将OQASTMⅡ用于白内障手术及近视矫正手术后视觉质量的评估[6-7]。主要通过以下参数应用于实践，包括MTF截止频率（modulation transfer function cut off frequency， MTFcutoff）、斯特列尔比值（Strehl ratio，SR）、客观散射指数（objective scattering index，OSI）、不同对比度下的OQAS值（OQAS value，OV）。 根据视标对比度的不同，OV包括 OV100%、OV20%、OV9%，分别指仪器模拟图像对比度为100%、20%、9%时的OQAS值。在以往的学术报道里已经细致阐明上述指标的定义以及使用原理[8]。一直以来客观、准确地评估受试者的视力水平，是法医临床实践中的难题。本研究采用OQASTMⅡ获取不同视力水平受试者视器成像的光学质量和眼内散射情况并对其进行分析，探讨光学质量和眼内散射在视力客观评估方面的价值，有助于为视力障碍法医临床学鉴定提供更多思路和方法。

1 对象与方法

1.1 仪器

本研究采用OQASTMⅡ双通道视觉质量分析仪（西班牙Vision metrics公司生产）。该仪器采用的点光源为780 nm的半导体激光，通过人眼的屈光介质到达视网膜，光线从视网膜再折返并被系统收集，形成双通道系统[9]。通过双通道技术直接采集点光源在视网膜上的成像，得到点扩散函数（point spread function，PSF），测量过程无需受试者做出任何主观判断，真正克服了受试者主观描述存在不配合的局限性[9]。

1.2 对象

选取志愿受试者 62例（124眼），男 32例，女30例，年龄20~40岁之间，能理解并配合检查，单眼视力均可矫正至0.8以上，低照明度环境下，瞳孔直径≥4.0 mm。排除屈光不正以外的其他影响视觉功能的眼科疾病及眼科手术史，或者患有严重糖尿病、高血压病等可能引起眼底病变的全身性疾病。

所有志愿者检查前均知情同意，本研究符合有关医学伦理法律条款规定。

1.3 视力测试方法

采用视力表投影仪测试法，在暗适应环境下检测受试者裸眼与矫正视力，测试距离为5 m，要求所有受检眼的矫正视力须达到小数视力0.8以上；采用插片法在志愿者被检眼前放置试验透镜以诱导屈光性近视，调节受试眼屈光镜片度数，使视力水平（Log Mar视力）分别达到下述分组要求：视力正常组，A组（视力0.0）；视力轻度下降组，B组（视力0.2）；视力中度下降组，C组（视力 0.5）；视力重度下降组，D组（视力1.0）。小数视力与LogMar视力的换算方式详见参考文献[11] 。分别记录获得各志愿者受检眼诱导屈光性近视视力水平所使用的镜片度数，用于OQASTMⅡ仪器检测过程中插片调节为相应的屈光性近视。

1.4 OQASTMⅡ测试方法

所有符合标准的志愿者按上述视力分组后，均于同一实验室的低照明度环境下，使瞳孔处于自然放大状态，直径大于4 mm。检查前调整OQASTMⅡ仪器升降台高度，嘱受试者下颌置于下颌托前额抵于额靠，检查过程中保持头部固定不动，尽量减少瞬目，注视目镜前方的视标，尽量放松。测量过程中，先测量右眼，再测量左眼，每眼各测3次，取各参数的算数平均值。OQASTMⅡ具有自动矫正球镜屈光度数的功能，矫正范围为-8.00D～+5.00D，超过此范围的近视，通过外置球镜的方式补充矫正。对于0.50D以下的散光，由于对视觉质量的影响小，予以忽略不计；对于0.50D以上的散光，通过外置柱镜的方式矫正。

本次研究中，所有检查均由同一位熟练操作者按操作规程完成。

1.5 统计分析

运用SPSS20.0统计学软件进行分析，服从正态分布的计数资料采用±s描述，多组间比较采用单因素方差分析，组内两两比较采用LSD-t检验。相关性分析采用Pearson相关分析法。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同近视组客观视觉质量参数95%可信区间

表1为OQASTMⅡ双通道系统视觉质量分析仪获取本研究各组受检眼客观视觉质量的测量参数（按95%可信区间）。

本研究中部分受试者双眼经不同的屈光诱导后分别调节成不同组别的视力，当双眼在不同组时将重复计算人数，因此表格中总眼数大于124。

表1 不同近视度数组的客观视觉质量参数95%可信区间 （±s）

表1 不同近视度数组的客观视觉质量参数95%可信区间 （±s）

注：组间两两相比P＜0.01。

组别 眼数 M T F c u t o f f/（c/d e g） O S I S R O V 1 0 0% O V 2 0% O V 9%A 1 1 5 4 3.1 6±7.9 6 0.4 6±0.4 6 0.2 5±0.0 6 1.4 3±0.2 8 1.2 8±0.3 1 0.9 1±0.3 2 B 1 0 1 3 7.2 2±8.3 9 0.6 6±0.5 7 0.2 1±0.0 5 1.2 2±0.2 9 1.1 0±0.3 2 0.7 5±0.3 5 C 1 1 7 4.8 5±2.1 7 1 1.0 5±4.5 5 0.0 6±0.0 5 0.1 8±0.1 7 0.1 7±0.1 6 0.1 5±0.1 8 D 1 3 4 2.8 7±0.7 7 1 8.2 8±2.3 2 0.0 5±0.0 4 0.1 0±0.0 1 0.1 0±0.0 1 0.0 7±0.0 7

2.2 不同视力眼客观视觉参数比较

本研究发现，A组、B组、C组和D组的MTF-cutoff（c/deg）、OSI、SR、OV100%、OV20%、OV9%的差异具有统计学意义（P＜0.05）；组间两两比较发现，除A组、B组 OSI（P=0.57），以及 C组和D组 SR差异不具有统计学意义（P=0.08），其余参数各组之间差异均具有统计学意义。以上结果说明：（1）视力正常组和视力轻度下降组的眼内散射值无显著差异；（2）视力中度下降组、重度视力下降水平受像差的影响无显著差异。

A组、B组的视觉质量参数显著低于C组、D组；A 组 MTFcutoff均数为 43.16±7.96cyc/deg，B 组 MTF-cutoff均数为 37.22±8.39cy c/deg，C 组 MTFcutoff均数为 4.85±2.17cyc/deg，D 组 MTFcutoff均数为 2.87±0.77cy c/deg（P＜0.01）（表 2，图 1）。SR 与 MTFcutoff具有相同的趋势（表2，图2）。 OV100%、OV20%、OV9%值随着视力下降均降低，A、B组的OV100%、OV20%、OV9%显著高于C组、D组（表2，图 3）。C组、D组的OSI值显著高于A组、B组；A组OSI为0.46±0.46，B 组 OSI为 0.66±0.57，C 组 OSI为 11.05±4.55，D 组OSI为 18.28±2.32（P＜0.01）（表 2，图 4 ）。中度视力下降水平组、重度视力下降水平 MTFcutoff（c/deg）、OSI、SR、OV100%、OV20%、OV9%值均显著低于正视组和轻度视力下降水平组（P＜0.05），说明中度视力下降水平组、重度视力下降水平组对视觉质量的影响显著大于正视组和轻度视力下降水平组。表2显示了不同视力水平下视觉质量参数检测结果。

图1 不同视力状态下的MTF值

图2 不同视力状态下的SR值

图3 不同视力状态下的OV值

图4 不同视力状态下的OSI值

表2 不同视力受试者视觉质量客观参数的比较 （±s）

表2 不同视力受试者视觉质量客观参数的比较 （±s）

组别 眼数 M T F c u t o f f/（c/d e g） S R O V 1 0 0% O V 2 0% O V 9% O S I A 1 1 5 4 1.6 9~4 4.6 3 0.2 4~0.2 7 1.3 8~1.4 9 1.2 2~1.3 4 0.8 5~0.9 7 0.3 7~0.5 4 B 1 0 1 3 5.5 6~3 8.8 8 0.2 0~0.2 4 1.1 9~1.3 0 1.0 1~1.1 3 0.6 8~0.8 1 0.5 5~0.7 8 C 1 1 7 4.4 6~5.2 5 0.0 5~0.0 7 0.1 5~0.2 2 0.1 4~2.0 0 0.1 2~0.1 9 1 0.2 3~1 1.8 7 D 1 3 4 2.7 4~3.0 0 0.0 4~0.0 6 0.0 9~0.1 0 0.0 9~0.1 0 0.0 6~0.0 9 1 7.8 8~1 8.6 0

2.3 视觉质量参数与年龄及视力水平的相关分析

本组受试者MTFcutoff（c/deg）与年龄无明显相 关性（r=0.02，P＞0.05），与视力水平呈负相关（r=-0.84，P＜0.01）；SR与年龄无明显相关性（r=0.12，P＞0.05），与视力水平呈负相关（r=-0.76，P＜0.01）；OSI与年龄无明显相关性（r=0.02，P＞0.05），与视力水平呈正相关 （r=0.98，P＜0.01）。 MTFcutoff、 SR、OV 100%、OV20%、OV9%值与视力呈负相关（P＜0.01），OSI值与VA呈正相关（P＜0.01），即随着视力水平的下降，视觉质量随之降低。OQASTMⅡ仪测得的不同视力水平下视觉质量参数与受试者年龄及受检眼视力水平的统计学分析结果详见表3。

表3 视力与受试者客观视觉质量参数的相关分析

3 讨论

视觉功能的产生有赖于人眼的光学功能和神经功能两个方面。神经功能是指光感受器将视觉信息经视路传递至大脑皮层分析后产生视觉；光学功能主要指光线经过人眼的光学界面，包括角膜、晶状体、玻璃体等屈光介质，投射至视网膜光学感受器，视觉质量受视网膜图像质量的影响。OQASTMⅡ主要用于检测人眼的光学功能，其检测参数PSF，是指物点经过光学系统后在像面上的光强度分布函数，一般认为PSF形成的光斑面积越小，光强度越大，视网膜成像质量越好。OQASTMⅡ通过双通道技术直接采集点光源在视网膜上的成像，相比像差仪通过采集波形模拟视网膜成像，间接推导计算所得PSF，OQASTMⅡ更为准确[10]。调制传递函数（modulation transfer function MTF），是指不同空间频率下像与物的对比度之间的差异，即视网膜上成像与实际物的对比度的比值，MTF反映光学因素对视网膜成像质量的影响，数值为范围为0~1。MTFcutoff是指MTF值为0.01时所对应的空间频率，MTF-cutoff越大说明视网膜的成像质量越好，正常人眼该值≥30c/deg。SR，是指被测眼实际成像与无像差眼在理想状态下成像的MTF曲线下的面积之比，正常人眼为0.15，数值越高越好。OSI，为 PSF图像中外周与中心的光能比值，反映眼内散射情况，由于人眼各个屈光介质（角膜、房水、晶状体、玻璃体）的折射率及透明程度的不同，光线在经过这些介质时发生散射，存在部分到达视网膜的光线未能参与到视网膜成像的现象，降低了视网膜图像质量，从而对视功能产生影响[12]。OQASTMⅡ通过测定OSI值，量化眼内散射程度。OSI值在0～10之间，数值越低，表明眼内散射情况越是良好，正常眼一般低于2.0。对比度视力是指在不同物像与背景对比度的测量条件下，通过改变空间频率（视标大小）来测定视力。OV100%、OV20%、OV9%，为仪器模拟视标与背景对比度分别对应100%、20%、9%时的OQAS值，通常大致反映受试者白天、黄昏、夜晚的客观视力。传统的视力表视力检查，反映高对比度下人眼对物体形状的辨别能力，而对比度视力不仅能反映高对比度视力下人眼的辨别能力，还能反映低对比度视力下人眼的辨别能力。通过检查者干预对比度视力的检测过程，根据对比度视力的曲线是否具有良好的重复性，能识别受试者是否存在伪装或者夸大视力下降程度[13-14]。但对比度视力仍属于心理物理学检查，在受试者不配合的情况下，要求检查者具有丰富的检查经验，科学地进行干预，且反复测试，才能判断受检眼的视力水平。本研究在不同视力水平下，测试人眼对比度视力之余，从光学的角度评定视力，即结合检测人眼的光学质量参数MTFcutoff、SR及OSI值，更加客观地判断受试者的真实视力。

2003年COLETTA等[15]以白莱茵鸡为实验对象，研究屈光不正对视觉质量的影响，发现视力轻度下降组的视觉质量较差。ARTAL等[16]研究表明，高度视力下降可影响视网膜成像质量和眼内散射，造成视觉质量下降。本实验的相关分析发现，MTFcutoff、SR、OV100%、OV20%、OV9%值与视力呈负相关（P＜0.01），OSI值与视力呈正相关（P＜0.01），即随着视力水平的下降，视觉质量会降低。夏风杰等[17]研究表明，健康青年近视患者的视觉质量随视力水平的降低而降低，与本研究结果一致。MIAO等[18]研究成年人的光学质量和眼内散射时表明，各光学质量参数 MTFcutoff、SR、OV100%、OV20%、OV9%值与视力水平呈显著正相关，OSI与视力水平呈显著负相关（P＜0.01），由于本研究受试者视力用使用 Log Mar表示法，MIAO直接使用的球镜度数表示视力，基于此差异，其结果也与本研究结果一致。与年龄的相关分析发现，视觉质量各参数与年龄之间均无显著相关性（P＞0.05）。有学者报道关于年龄对视觉质量影响的研究表明[8-9]，随着年龄的增长，MTFcutoff值和SR值显著降低，而OSI值则随着年龄的增长而显著增加。该结果与本研究存在一定的不一致之处，分析原因可能为本研究的志愿者均为年龄在20～40岁的健康青年，屈光介质一般均清晰、透明，对视觉质量的影响不大。

视觉功能包括形觉、光觉、色觉和立体视觉等多个方面，但其中任何一方面受损，其日常生活视功能就会受到一定程度的损害[19]。一直以来，视力障碍法医学鉴定，侧重于形觉检测，目前暂无法医学研究，从光觉的角度评定视力障碍的报道。本研究表明，视力与视觉质量有良好的相关性，视觉质量可以从光觉的角度，作为形觉检查方法视力评定的补充。屈光介质为光线进入人眼的通路，当其损伤时，入眼的光线减少，影响人眼的光学功能，造成不同程度的视觉功能障碍。通常，在法医临床的眼外伤视力评定中，通过PVEP间接推断伤眼视力[20-21]，视诱发电位主要反映后极部及视路的功能，即人眼视神经传导的功能。OQASTMⅡ测定人眼的光学功能，视觉诱发电位测定人眼神经功能，将两者结合，则能更全面地评定视觉功能。

OQASTMⅡ对视觉质量的检测不依赖受试者的主观判断，可以客观的进行评估。笔者认为，今后在进行视力障碍法医临床学鉴定时，在常规眼球结构检查的基础上，根据眼球结构损害情况，在进行相应视功能障碍的检查时，适时引入视觉光学的检查方法，从光学的角度评价人眼屈光介质损伤对视觉质量的影响；并联合视觉电生理检查，评价伤眼视网膜及视神经功能的状况，全面地考虑伤眼视力下降对日常生活的影响，综合评价受试者的日常生活视功能水平，尽可能保护受试者的合法权益。