Мухамадеев Р.А.

ФГБУ "Всероссийский центр глазной и пластической хирургии" Минздрава России

Цветовое поле зрения на красный и синий стимулы

Журнал: Вестник офтальмологии. 2014;130(1): 57-62

Просмотров : 521

Загрузок : 6

Как цитировать

Мухамадеев Р. А. Цветовое поле зрения на красный и синий стимулы. Вестник офтальмологии. 2014;130(1):57-62.
Mukhamadeev R A. Color visual field to red and blue stimuli. Vestnik Oftalmologii. 2014;130(1):57-62.

Авторы:

Мухамадеев Р.А.

ФГБУ "Всероссийский центр глазной и пластической хирургии" Минздрава России

Все авторы (1)

Зрение позволяет нам воспринимать окружающий мир во всем его красочном многообразии. Для определения величины воспринимаемого цветового пространства широко используется такой клинический метод исследования, как цветовая периметрия. Врачу-офтальмологу со студенческой скамьи известны размеры поля зрения на ахроматический стимул: кверху 45-55°, кверху кнаружи 65°, кнаружи 90°, книзу 60-70°, книзу кнутри 45°, кнутри 55°, кверху кнутри 50° [1]. Однако эти данные были получены достаточно давно, еще на ручных периметрах. В то же время данные о границах цветового поля зрения (ЦвПЗ) в учебниках по офтальмологии не указаны. Упоминается лишь, что происходит постепенное сужение поля зрения при последовательном использовании белого, синего, красного и зеленого стимулов [3]. В настоящее время все большее применение в клинической практике находят автоматические компьютерные периметры. Их основными достоинствами являются: автоматический режим тестирования, точная запись результата теста, стандартизованные условия тестирования. Это позволяет достигнуть приемлемой сравнимости и сопоставимости результатов, полученных на приборах разных производителей, снижения межиндивидуальной и межтестовой (для одного пациента) вариабельности, уменьшения влияния на конечный результат подготовленности специалиста, проводящего тест.

Необходимо отметить, что цветовая периметрия является пороговым методом исследования. Большое значение во время тестирования имеет отношение испытуемого к предъявляемым стимулам, т.е. какие-то стимулы он может сознательно или бессознательно пропустить, не зарегистрировать, что может привести к непреднамеренному сужению поля зрения и неверной клинической оценке. Результаты автоматической статической периметрии в известной степени зависят от содержания той инструкции, которую испытатель дает испытуемому [13]. Эта инструкция может быть нейтральной, это оптимальный ее вариант, а может подавлять стремление испытуемого регистрировать слабые околопороговые стимулы либо, наоборот, поощрять фиксировать любые слаборазличимые стимулы, что может привести к увеличению ложноположительных ответов. Испытуемые могут руководствоваться во время тестирования одним из трех вариантов стратегии обнаружения стимулов, предложенных испытателем. В соответствии с терминологией теории обнаружения сигнала [2] можно говорить об использовании трех критериев обнаружения стимула: естественный (или нейтральный), консервативный и свободный. Мы полагаем, что при получении стандартной инструкции обнаружения цветового стимула [4] испытуемый избирает естественный критерий.

Таким образом, при выполнении клинических исследований необходимо опираться на некие показатели ЦвПЗ, которые должны быть получены на современном оборудовании. Кроме того, необходимо определить влияние индивидуальных критериев обнаружения порогового цветового стимула на эти нормативные данные. В связи с этим, целью нашего исследования было определение границ ЦвПЗ у индивидов с нормальным зрением при использовании различных критериев обнаружения сигнала.

Материал и методы

В исследовании приняли участие 112 добровольцев (от 18 до 24 лет, средний возраст 20,40±1,45 года; средняя ± стандартное отклонение, здесь и далее данные представлены в виде М±SD), офтальмологически здоровых. Полный объем исследований включал: авторефрактометрию, исследование остроты зрения и автоматическую кинетическую периметрию на красный и синий цвета. Средняя острота зрения выборки составила 1,71±0,03. Средняя величина сферического эквивалента клинической рефракции была на уровне –0,17±0,44 дптр. Исследование ЦвПЗ осуществляли на автоматическом периметре HFA II-750i («Carl Zeiss Meditec, Inc.», США) с использованием красного цветофильтра Hoya R62 и синего цветофильтра 440 nm Blue. При проведении автоматической кинетической периметрии предъявляли цветовые стимулы по восьми меридианам согласно принятой клинической методике [4]. При едином размере (III - по Гольдману, 4 мм2) представляли поочередно 4 стимула, интенсивность которых каждый раз уменьшалась на 10 лог.ед. (от 4 до 1), скорость движения стимула была 4° в секунду. Результатом исследования были показатели по восьми меридианам, итоговый размер ЦвПЗ - это сумма их значений. В дальнейшем анализе использовали результаты периметрии правого глаза.

Первый этап заключался в проведении цветовой периметрии по стандартной методике. На втором этапе от испытуемого требовали регистрировать хроматический стимул только в случае твердой уверенности в появлении специфической окраски - красного или синего цвета. На третьем этапе предлагали регистрировать стимул при появлении первых сомнений в ахроматичности стимула. Таким образом были исследованы пороги цветовой чувствительности на красный и синий стимулы по трем критериям принятия решения: естественный (после стандартной инструкции), консервативный и свободный.

Распределение большинства полученных данных не соответствовало нормальному (согласно критерию Колмогорова-Смирнова), поэтому использовали непараметрический критерий Вилкоксона [5]. Исследование было проведено в соответствии с требованиями Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации по этическим принципам проведения научных медицинских исследований с участием человека (2000 г.).

Результаты и обсуждение

В результате проведенного исследования мы получили точные границы ЦвПЗ на стимулы красного и синего цветов при использовании трех критериев обнаружения цветового стимула (табл. 1, 2).

Использование сразу нескольких стимулов, различающихся по интенсивности, позволило нам получить не просто «плоское» поле зрения, а наблюдать «холм зрения», описанный еще H. Traquair [16]. Но в данном случае мы наблюдали пространственное распределение цветовой чувствительности. Пример с изоптерами для стимулов различной интенсивности представлен на рис. 1.
Рисунок 1. Рис. 1. ЦвПЗ на стимул красного цвета. 4К, 3К, 2К, 1К - изоптеры, полученные на стимулы различной интенсивности.
Такое же пространственное распределение цветовой чувствительности наблюдали при использовании консервативного и свободного критериев на красный и синий цвета стимула.

Размеры красного и синего ЦвПЗ на стимул максимальной интенсивности (4) были практически идентичными для естественного критерия (р=0,057-0,9). При использовании консервативного критерия различия в части меридианов (0°, 135°, 270°, 315°) были недостоверны (р=0,10-0,96), в других меридианах статистически значимы (р=0,009-0,04). Для свободного критерия разница между красным и синим ЦвПЗ была существенной в меридианах 0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 270° (р=0,000002-0,01) и недостоверной в меридианах 225° и 315° (р=0,19 и р=0,06). Несмотря на выявленные статистически достоверные различия в абсолютных значениях, разница не превышала 6°, а в большинстве меридианов была на уровне 2-3°. Мы предполагаем, что решающим фактором, в равной степени действующим при тестировании красного и синего ЦвПЗ, в нашем исследовании были аппаратные ограничения. Дело в том, что на автоматическом периметре HFA II-750i при кинетической периметрии стимулы начинают предъявляться с определенных границ: по меридиану 0° - с 75°, 30°- с 66°, 60° - с 49°, 90° - с 42°, 120° - с 49°, 150° - с 66°, 180° - с 75°, 210° - с 75°, 240° - с 62°, 270° - с 60°, 300° - с 62°, 330° - с 75° [11].

При сравнении результатов тестирования на красный и синий стимулы меньшей интенсивности (3, 2 и 1) были выявлены уже существенные различия для всех использованных критериев (р<0,0001). В каждом случае более широким было ЦвПЗ на красный цвет и разница в абсолютных единицах редко была ниже 8° и часто достигала 15-20°. В данном случае первостепенной причиной различия являются особенности распределения коротковолново-чувствительной и длинноволново-чувствительной подсистем зрительного анализатора. На стимул красного цвета активность сетчатки начинается с реакции длинноволновых колбочек так называемого L-типа, которые имеют регулярное распределение по сетчатке в виде гексагональной мозаики. В общей структуре мозаики появляются редкие S-колбочки [14, 15], которые должны реагировать в нашем случае на стимулы синего цвета. Наблюдаемое сужение ЦвПЗ на красный и на синий стимулы является функциональным выражением снижения плотности соответствующих колбочек от фовеа к периферии сетчатки. У человека в фовеа плотность колбочек достигает 150-180 тыс. клеток на 1 мм2, в 40 мкм от фовеа составляет 125,5 тыс. клеток на 1 мм2, снижается на расстоянии 1,5 мм от фовеа до 6 тыс. клеток на 1 мм2 и до 2,5 тыс. клеток на 1 мм2 ближе к ora serrata [12]. Морфологически существенная разница между пространственным распределением красной и синей цветовой чувствительности по полю зрения определяется меньшей плотностью S-колбочек. Показано, что в центральной части фовеа S-колбочки составляют до 3-5%. На периферии сетчатки S-колбочками являются 7-10% всех колбочек [7]. Такое же распределение сохраняется для выходных каналов передачи цветовой информации в высшие центры зрительной системы.

В сетчатке преобладают зонтичные и карликовые ганглиозные клетки, получающие оппонентную информацию от колбочек L- и M-типа. Сине-желтых или малых бистратифицированных ганглиозных клеток, которые несут оппонентную информацию от S- и L-, M-колбочек, существенно меньше [10]. В фовеа они составляют до 1%, а на периферии - около 10% от общего количества ганглиозных клеток [8, 9]. При тестировании синим стимулом минимальной интенсивности (1) мы получили ответы менее чем у половины испытуемых, т.е. они не увидели появления синей окраски у слабого по яркости стимула. Вероятной причиной этого является неравномерная плотность S-колбочек в центральной области сетчатки. В центральной части фовеа S-колбочки составляют до 3-5%, а на границе фовеа - 15% [7]. Видимо, для обнаружения слабого порогового синеокрашенного стимула недостаточно имеющихся коротковолновых колбочек, либо испытуемые не успевают зафиксировать этот слабый стимул.

Далее мы анализировали результаты определения размеров полей зрения при использовании естественного и искусственных критериев определения хроматичности стимула. Наиболее ярко различия между ЦвПЗ на консервативный, естественный и свободный критерии наблюдали на средних интенсивностях 3 и 2 на стимул красного цвета (рис. 2).

Рисунок 2. Рис. 2. ЦвПЗ на стимул красного цвета при использовании различных критериев определения хроматичности стимула. Интенсивность стимула 3. 3Кк, 3Ке, 3Кс - изоптеры, полученные при использовании консервативного (к), естественного (е) и свободного (с) критериев.
При использовании консервативного критерия отмечали сужение ЦвПЗ. На стимулы красного цвета любой интенсивности различия с естественным критерием по отдельным меридианам и по суммарным значениям были статистически достоверны (р<<0,0001). Такую же тенденцию отмечали при тестировании синего ЦвПЗ - на консервативный критерий поле зрения было более узким, чем на естественный (р<<0,0001). Исключением были результаты тестирования на стимул самой низкой интенсивности (1). Вероятно, это связано с ограничениями в обнаружении слабого стимула, обусловленными низкой плотностью коротковолновых колбочек в фовеа, как это уже описано выше.

Использование свободного критерия способствовало расширению ЦвПЗ. В этом случае испытуемые не были стеснены какими-либо рамками в обнаружении порогового сигнала. В результате мы наблюдали статистически значимо более широкое поле зрения на стимул красного цвета для всех интенсивностей по меридианам и по суммарным значениям (р=0,00005-0,034) за исключением нескольких меридианов для стимула минимальной интенсивности 1 (р>0,05). Для синего стимула не выявили каких-либо статистически значимых различий ЦвПЗ на естественный и на свободный критерии (р>0,05) - границы ЦвПЗ на эти критерии были практически идентичны. При этом статистически достоверные различия между ЦвПЗ на консервативный и свободный критерии были определены для стимулов всех интенсивностей (р<<0,0001) за исключением также минимального стимула 1 (р>0,05).

Примечательно, что наибольшие изменения размера ЦвПЗ отмечались при смене естественного критерия на консервативный - это приводило к сужению ЦвПЗ и на красный (р=0,00009-0,044), и на синий (р=0,00001-0,047) стимул. Несмотря на то что при самом слабом красном стимуле 1 в отдельных меридианах изменения не были статистически достоверны, суммарный показатель ЦвПЗ также статистически отличался от показателей, полученных при других интенсивностях, р=0,018 (рис. 3).

Рисунок 3. Рис. 3. Изменения суммарных величин ЦвПЗ на стимул красного цвета при смене естественного (е) критерия определения хроматичности стимула на консервативный (к) или свободный (с) критерий.
Для синего слабоинтенсивного стимула достоверных различий выявлено не было (р>0,05). Мы предполагаем, что индивидам легче не замечать слабые стимулы, а регистрировать их, когда они достигают сверхпороговых величин, т.е. предъявляют к стимулам повышенные требования. В то же время обнаружение слабых пороговых стимулов, вероятно, связано с большими затратами, концентрацией внимания и т.д., что сложнее, чем пропуск стимулов при использовании консервативного критерия.

С точки зрения современной психофизики, которая во многом основана на теории обнаружения сигнала, сенсорная чувствительность реализуется в результате взаимодействия сенсорных и внесенсорных факторов [6]. Свою работу мы посвятили изучению распределения цветовой чувствительности по полю зрения, т.е. измерили границы поля зрения на стимулы красного и синего цветов. Однако мы не ограничились только механической регистрацией проявления цветовой характеристики в определенных участках поля зрения на один стимул, а провели исследование со стимулами различной интенсивности. Это позволяет отнести нашу работу к исследованию пространственного распределения цветовой чувствительности. Кроме того, в этой работе было представлено влияние внесенсорного фактора при проведении порогового теста, а именно навязывание искусственной стратегии обнаружения порогового стимула.

Выводы

1. Получены границы ЦвПЗ на стимулы красного и синего цветов четырех интенсивностей с формированием пространственного распределения цветовой чувствительности.

2. Синяя цветовая пространственная чувствительность по сравнению с чувствительностью к красному цвету снижается быстрее при равном размере ЦвПЗ на стимулы максимальной интенсивности.

3. На результаты исследования ЦвПЗ оказывает существенное влияние навязывание неестественных критериев обнаружения цветового стимула.

4. Использование консервативного критерия обнаружения хроматичности стимула приводит к сужению красного и синего ЦвПЗ относительно размеров, полученных при естественном критерии.

5. Применение свободного критерия расширяет границы красного ЦвПЗ. Границы синего ЦвПЗ при замене естественного критерия свободным сохраняются на одном уровне.

6. Изменения размера ЦвПЗ в большей мере происходят при замене естественного критерия на консервативный, чем при замене на свободный критерий обнаружения хроматичности стимула.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail