对比敏感度检查在眼科科研及诊疗中的应用

曹 宁，卢秀珍，路 琦，毕爱玲，毕宏生，

0引言

现今，随着眼科医疗质量的提高以及人们对视觉质量的更高要求，针对对比敏感度(contrast sensitivity, CS)的基础研究及临床应用已在国内外得到了广泛的关注。现认为中低空间频率下的峰值CS(3～6c/d)是现实世界中目标检测和识别(如人脸、路标)的重要预测指标[1]，也是人类视觉系统最敏感的区域。越来越多的证据表明CS是眼科疾病和疾病进展的敏感指标，可预测与视敏度相关性不强的视功能和行为[2]，如白内障、青光眼、视网膜病变等疾病会导致人眼视功能缺损，当早期视力表检查未见异常时，CS却可反映这些缺损状况。因此CS检测在临床眼病的早期诊断、鉴别诊断及术后评估中发挥着重要作用。

1 CS的视觉通道理论

国外对CS的研究起步较早，始于20世纪40年代末期。解剖学认为视网膜神经节主要由X细胞和Y细胞组成[3]，其中X细胞主要分布在黄斑中心，接收视锥细胞的兴奋，对高空间频率视觉刺激敏感；Y细胞则集中分散在黄斑区以外的视网膜周边区，接收视杆细胞的兴奋，对低空间频率视觉刺激敏感。

近些年，视觉通道理论被认为是一种比较完善的解释CS的生理学机制的理论[4]。该理论认为视觉信号与空间频率通道适应性交互调谐后收到的信息是人眼进行视觉分析的依据。空间频率通道是一种滤波机制[5]，可提取物像特征和其它辅助信息，并对这些视觉信息进行传递。CS便是由空间频率通道进行调谐，其调谐曲线的包络构成CS函数，CS函数是这些空间频率通道的整体反映。

CS的研究逐渐增多，现已成为解剖学、生理学、知觉及心理物理学等学科的研究热点。而空间频率通道的研究对我们理解CS的作用机制、眼病的病理机制及其诊疗具有十分重要的意义。学者们对此得出一致的基本原理：个体间CS存在差异是由于空间频率通道的相对灵敏度存在差异。

2 CS在屈光不正科研及诊疗中的应用

研究发现屈光不正在未矫或过矫时, 其CS均有不同程度的下降。最佳矫正视力≥1.0的近视患者高频区下的CS可存在异常，这提示高度近视患者CS的缺损要早于视锐度的改变，后期随着屈光度数的不断加深，高频至中频甚至全频区CS均下降[6]。Kerber等[7]发现周边CS与近视相关，即中心注意力可引起周边CS下降，可能与周围视网膜模糊敏感度降低有关，当注意力集中在中心视力时，近视眼周边CS比远视眼低的多。

傅智伏等[8]认为发生眼底病理性改变的近视患者，其CS降低的视网膜解剖基础是黄斑区视网膜色素上皮层发生病变。高度近视患者的眼底会发生视乳头斜入、后巩膜葡萄肿、脉络膜视网膜萎缩等进行性损伤，杨磊等[9]研究发现CS的改变与眼底的改变呈正相关，即眼底损害越严重，CS异常越显著。

3 CS在弱视中的应用

CS是弱视早期视功能仅发生微小改变时最为敏感的一项诊断指标。在视觉诱发电位的研究中发现，弱视眼和非弱视眼P100振幅在50%和25%对比度水平下的2c/d空间频率差异最大，故在该条件下，最能检测弱视，且灵敏度和特异性最高，因此Mohammadi等[10]认为该设计是弱视检测的首选方案。

目前研究证明与正常对照组相比，弱视儿童CS在不同空间频率下均存在不同程度的降低[11]。1980年Hess研究发现弱视眼的CS存在空间频率通道，且通道的敏感性降低、交互作用存在异常。空间频率通道带宽是用以衡量空间频率通道的作用范围，张江瑾[12]研究发现弱视眼在中、高空间频率的通道带宽比正常眼小，由此推测弱视眼CS的缺损由对应空间频率通道带宽的减小引起。斜视性弱视与屈光参差性弱视CS损害不同的原因可能是因为弱视发病机制不同。吴居正[13]认为斜视性弱视患者黄斑功能的受损，使X通道传导发生障碍，但不影响Y通道，因而表现为CS在中、高频区下降，低频区无明显改变。而屈光参差性弱视患者X、Y通道均受损，从而表现为CS曲线在各空间频率均降低。

而针对不同类型弱视患者在各空间频率下CS受损程度，国内外并未得到一致结论。Mckee等[14]研究发现屈光参差性弱视CS缺损最为严重，其次为斜视性弱视，而屈光不正性弱视则与正常人无明显差异。有学者发现：斜视性弱视患者高频区CS下降较显著，但下降程度与视功能下降程度不成正比；屈光参差性弱视则引起全频CS下降，且下降趋势与视力下降趋势基本保持平行；形觉剥夺性弱视患者CS表现为中高空间频率下视功能的损伤，而在低空间频率下视功能基本保持不变[15]。而郭静秋等[16]用稳态VEP方法发现斜视性和屈光参差性弱视的对比敏感度函数(contrast sersitivity function, CSF)则均较正常儿童的CSF低平，表现为中、高空间频率区CSF明显受损。

4 CS在角膜疾病科研及诊疗中的应用

角膜病包含角膜变形和角膜混浊，角膜变形主要影响人眼高频下的CS，而低频下的CS变化较不显著[17]；角膜混浊(如鱼眼病)会导致人眼各空间频率下的CS都有所降[18]。Koh等[19]在干眼研究中发现干眼伴角膜中央点状病变组与不伴角膜中央点状病变组及正常组相比，CS明显降低，即角膜中央点状病变可致CS异常，且其严重程度与CS之间存在显著的相关性。

Awad等[20]研究发现圆锥角膜患者相对于正常人CS受损更为严重，其CS相比远矫正视力，更易受角膜屈光、地形及厚度等异常改变的影响，且可通过CS检测到微妙的视觉退化，因此在圆锥角膜的诊断及其视觉功能的随访中，CS被视为是比远矫正视力更敏感的指标。

5 CS在白内障科研及诊疗中的应用

白内障患者的晶状体混浊部位的不同可导致不同空间频率下的CS受损略有差异。例如皮质性白内障与高频率CS之间存在较高的相关性，核性白内障在中、高频上与晶状体密度高度相关[21]，而后囊下的白内障则主要影响低频CS[22]。

由于早期白内障晶状体混浊不均匀，患者可通过混浊的缝隙视物，故中心视力可能影响较小，但此时低、中频区的CS已出现损害。Zhao[23]研究发现在强光条件下，早期白内障患者的低频(6c/d)CS明显下降，当发生眩光时，强烈的光线经过混浊的晶状体折射后，眼内受到散射光的干扰，从而导致较强光幕叠加在视网膜上，最终引起全频眩光CS下降。Cheng等[24]在报道中进一步指出CS随着年龄相关性白内障(age-related cataract，ARC)评分的增加明显下降(尤其以低频影响较大)。所以Shandiz等[25]认为与视敏度相比，CS更能全面地反映白内障的严重程度并准确、全面地揭示患者的视功能状态。

6 CS在青光眼科研及诊疗中的应用

在1990年国际青光眼会议上，首次将视觉CS确定为青光眼早期诊断的三项重要检查项目之一。Howe[26]研究发现当青光眼眼压升高时，最先损伤的是X通道神经节细胞的轴突，从而表现出高频区CS下降；当眼压长期持续升高，会迫使神经供血减少，从而影响到Y通道细胞的轴突，导致低频区CS下降，随着青光眼的病情加重，在青光眼晚期，最终会发展成全频区CS下降。而对于单纯的高眼压患者，其CS的下降主要体现在高频及中频区[27]，调查发现在其56%的患者中同时出现了眼压的下降与CS受损的恢复，而青光眼患者由于视神经纤维损伤的不可逆性，CS恢复相对困难。

Eshraghi等[28]认为CS和视野评分显著相关。在先前的研究中董益[29]发现，6、12c/d的CS和视野缺损的相关性相对较大，其中12c/d的CS可解释35%的视野缺损变化。而对于青光眼行小梁切除术的患者，其视觉功能在术后早期常发生变化，现认为其视力低下的原因可能是由于手术引起角膜轮廓、前房深度等的变化，Abolbashari等[30]进一步发现，小梁切除术后CS在12c/d变化显著，并在术后1mo开始逐渐改善。

7 CS在黄斑病变科研及诊疗中的应用

在各种黄斑病变的早期都不会引起患者明显的临床症状改变，但是在该时期，患者都存在有中高频下的CS降低，所以此时如果用传统的视锐度检查法是不足以发现症状及做出诊断，因此许多患者就医时已经错过最佳的治疗时期，故CS检查给黄斑视觉问题的早期诊断和后期治疗带来了一个新方法。

早期年龄相关性黄斑变性(age-related macular degeneration, ARMD)患者视功能显著下降，特别是低、中频CS(尤其以3、6、12c/d最为显著)[31-32]，Bartlett等[33]还发现CS的受损程度会伴随玻璃疣的增多而加重；而当病情进一步发展时，最佳矫正视力开始下降，CS仍呈继续下降趋势，最终病情严重时会发展为全频CS下降。马乐等[31]在报道中指出正常组中频CS(6、12c/d)和2期ARMD病例组低频CS(3c/d)分别与黄斑色素密度呈正相关。

8 CS在视网膜病变科研及诊疗中的应用

研究确定CS可预示糖尿病患者有无发生早期视网膜病变[34-35]，因部分糖尿病患者CS的下降发生在眼底出现改变之前，Misra等[36]证明糖化血红蛋白水平与CS之间存在显著的相关性。在糖尿病性视网膜疾病的初期，邬丹[37]发现患者视功能受累首先为中、高空间频率区的CS下降，并认为是由于黄斑区的视网膜神经节细胞更容易受到缺氧缺血的影响，而低频区CS反应不一致，可能与糖尿病所引起的微循环病变对视觉分析系统通道的损伤部位不同有关。后期随着患者病情发展，所有空间频率下的CS都有降低。

在中心性浆液性视网膜脉络膜病变的研究中，Lourthai[38]发现患者黄斑中心凹下视网膜下液厚度与CS在3、6c/d下成显著负相关性，且随着视网膜下液的减轻，CS会随之改善。

在视网膜色素变性的研究中，Alahmadi等[39]发现患者CS全频(1.5、3、6、12和18c/d)降低;高中频段(18、12和6c/d)的降低高于低频段(1.5和3c/d),且峰值左移。

9 CS在视神经病变科研及诊疗中的应用

视神经病变是导致视功能障碍的常见疾病，其CS检测阳性率极高[40]，改变多表现在全频段敏感度下降，尤以低频区下降显著，视力正常的急性视神经损伤，在低频区多有改变。毕宏生[27]在报道中指出，视神经炎经过治疗后CS有所提高，甚至恢复正常。但在严重期，大部分患者在病情恢复后，其CS仍存在问题。

Behbehani等[41]研究发现，CS缺损与视网膜乳头周围神经纤维层厚度密切相关。对于无视神经炎病史的多发性硬化症的患者，其高、低空间频率下CS均有受损，且在4c/d最为敏感[42]。近年来，2.5%低对比度图已确定为检测多发性硬化症患者视力灵敏度较高的检测方法[43]。

10小结与展望

某些眼病初期不会引起患者明显的临床症状改变，用传统的视锐度检查法是不足以发现症状及做出诊断，因此许多患者就医时已经错过最佳的治疗时期。黄斑作为人眼视网膜最重要的区域，一旦发生病变，便会损伤视觉功能，严重时甚至致盲；因视神经纤维损伤具有不可逆性，青光眼患者的视觉功能发生受损后，恢复起来便较为困难。一些眼病初期CS便已发生了改变，因此CS被视为是许多眼病早期视功能仅发生微小改变时最为敏感的一项诊断指标。在屈光不正、弱视、角膜损失、白内障以及青光眼等方面，CS不仅可全面地反映病变严重程度及病情发展状况，并可为手术方案的选择以及术后疗效的评估提供重要的参考依据。真实世界中100%对比度的空间环境极少存在，普通视力表检查很难全面衡量受检者的视功能。希望随着科研的进一步深入，CS检查能够在越来越多的领域得到广泛深入的应用，例如为特殊职业(航天航空、特战部队等领域)入职入伍时的视功能筛查以及针对低视力、视障等人群的视功能评估和康复治疗提供重要精准的参考指标。

综上可知，CS作为比视锐度更敏感的指标，无论是在眼病早期诊断、中期治疗还是后期疗效评估方面均扮演着重要角色，在眼科临床中的筛查应用也越来越广泛。