数字化自动视力检查系统Autoacuity Test用于儿童视力测试研究（可编辑）

数字化自动视力检查系统Autoacuity Test用于儿童视力测试研究（可编辑） 数字化自动视力检查系统Autoacuity Test用于儿童视 力测试研究 中山大学 硕士学位论文 数字化自动视力检查系统Autoacuity Test用于儿童视力测试的 研究 姓名:刘臻臻 申请学位级别:硕士 专业:眼科学 指导教师:吴明星 20090530中山大学硕:学位论文 数字化自动视力检查系统用于儿童视力测 试的研究 数字化自动视力检查系统 用于儿童视力测试的研究 专 业:眼科学 硕士研究生:刘臻臻 导 师:吴明星副教授 中文摘要 视力测试是临床眼科学及眼视光学中最常用的检测视功能的。现行所采 用的视力表中的视标,无论是字母、图形或符号,对于心理认知能力发育未完 全 成熟的受试者,尤其是低龄儿童,检测结果并不十分理想及准确。已有许多研究 表明字母及符号视力表的可测试性与受试者年龄呈负相关,受试者年龄越小,可 测试性越差。也就是说,受试者心理认知能力发育未完善的情况下,应用现行的 视力表中的视标进行测试,其视力检测结果准确性不高。 本研究采用一种新研发的自动化视力数字测试程序对儿童进行视力测试,这 一检测针对心理认知及语言交流能力未成熟的对象设计,着力于减少检查者对测 试过程及结果的主观干预,检测结果客观。这一测试主要评价受试者对视标的“定 位而非“识别方向’’的能力,故而能消除心理认知发育程度对测试结果的影响。 第一部分:锣与视力表 对学龄儿童视力测试的比较 目的:以 视力表为对照,研究数字化自 动视力检查仪 运用于学龄儿童的可行性和可重复性。 方法:中山大学硕::学位论文 数字化自动视力检杏系统用于儿童视力测试的研究 .受试者选择:按照试验纳入标准筛选出受试者,告知监护人试验目的、详 细解释检查的程序,受试者以自愿为原则签署知情同意书后进入本试验;共名 年龄为到岁的儿童接受测试。受试者来自于中山眼科中心验光门诊。 .试验流程: 受试者按随机顺序分别接受视力表及 两种测试;每种测试由同一测试者执行两次,初次与再次测试间隔时问约分钟; 格式记录。 将测试结果转换为 .视力测试: 程序深圳迪美泰医学数字技术有限公司研发:运行于基于 平台的笔记本电脑,以高分辨率液晶显示器作为显示终端。以具有不 同空间频率的棋盘格作为视标。测试时视标随机出现于屏幕的不同位置。受试者 分辨出视标位置后即可用鼠标点击之。程序将自动识别受试者点击的位置正确与 否。受试者的视力为其所能分辨的最高空间频率。检测结果将以分数形式 格式记录并存储于数据库中。受试者在每一步骤中的反应正确与否、测试时问 以及最终测试结果均存储于数据库中,并可打印包含上述资料的检查报告。 :要求受试者说山测试者所指视标的开口方向指出是向上、下、 左、右中的哪一个方向。采用逐字法进行计分,逐字法所得的是相邻各行所 代表 的最小可分辨率的视角的对数值的线性和。 .统计分析:仅以受试者右眼的数据为资料进行分析,但眼问差值分析采用 两眼数值。使用.散点图、相关分析及一致性限度即两种方法问差 值的%参考值范围评价的可靠性。使用配对检验及重复性系数 ,即差值的标准差的.倍分别衡量两种测试的可重复性。当差值大于 或等于时认为其差别有统计学意义。对两眼间差值也进行相似的分析。统计 .和 ...软件。 使用 结果: 名年龄界于到岁的儿童均能成功完成两种测试。受试者平均年龄为 .士.岁,其够测试平均视力为.士.,为. 士.。 . 测试结果一致性:与测试问的一致性限度为一., .。%受试者两种方法的测试结果问的差值小于.对数单位,波动大小不 随视力高低而波动。相关分析:一.,.,也表明两种方法测试结果间,山人学硕 士学位论文 数字化自动视力检查系统用于儿童视力测试的研究 的差值与受试者视力水平无关。测得的眼间差值 毹, 的%波动区间为.对数单位,测得的的%波动区间为. 对数单位。 . 可重复性:配对检验提示两种测试方法各自的测试.再测试结果间的差 别均无统计学意义:.,:尸.。的 为.对数单位,的为.对数单位,两者的可重复性近似。 结论: 与视力表的测试结果具有良 对于一岁的学龄儿童, 好的一致性,两种测试方法的可重复性相近;对于学龄儿童,,的测 试结果可与视力表测试结果相替换。 第二部分:锣用于学龄前儿童视力测试的研究 目的: 用于学龄前儿童视力检测的可 研究数字化自动视力检查方法 行性和可重复性,探索其应用于学龄前儿童或心理认知能力发育不成熟的个 体视 力普查及弱视筛查的可能性。 方法: .受试者选择:严格按照试验设计中纳入标准筛选出受试者,告知监护人试 验目的、详细解释检查的程序,受试儿童监护人以自愿参加为原则签署知情 同意 书后方可进入本研究;共名到岁的儿童接受测试。受试者来自中山眼科 中心弱视治疗室。 .试验流程:名受试者按随机顺序分别接受视力表及, 两种测试。其中锣测试进行两次,两次测试问隔时间为分钟,将 测试结果转换为格式记录并统计分析。仅收集受试者右眼视力为统计分 析资料。 .统计分析:使用重复性系数,即差值的标准差的.倍分别评价 .和 ...软件。 测试的可重复性。统计使用 结果: 名受试者纳入该部分研究,其平均年龄为.士.岁。 . 名受试者均能完成 。首次测试的平均视力为中山大学硕士学位论文 数字化自动视力检杏系统时用于儿童视力测试的研究 .士.;再次测试平均视力为.士.;配对检验显示 的可重复 两次检查结果间的差异无统计学意义尸主.。 性系数为.对数单位。 .受试者完成首次测试的时间为.士.秒:再次测试为. 士.秒;测试时间的缩短具有统计学差异。 .%的受试者川能完成视力表测试。该部分受试者 与表间的一致性限度为..,.。 结论: 运用于到岁儿童的视力检查成功率高,是有效的测试方法, 有可能应用于认知发育未成熟的儿童视力的普查及弱视的筛查。 【关键词】 ,视力表,最小可分辨视角对数,视力,有效性,可重复性,儿童 中山大学硕:学位论文 用于儿童视力测试的研究 数字化自动视力检杏系统 : 对 锣 : :,: . 时 , . ., 巧 ,. ,. , . 衔 . , 订 , .’ ‘‘ ’, “ ’’ ‘‘ .”. 中山大学硕上学位论文 数字化自动视力检查系统用于儿童视力测试的研究 : : 佗 . :.: . , ?阮, , 向. . : 弋八、吣、矗.,.’ 确切矽场., “” . , , , ./.. 诧 .,. 纠 :. ? ? .、 “,,, 、. 矽 , ? 、 . : . . .’. . 用于儿童视力测试的研究 中山大学硕士学位论文 数字化自动视力检查系统 . : .曲 仃. ?, , % ’. ,一丁 . ,..... . 渤肿 .... : .士. % . .士.. 、 .士. ,. . : .,. . 、 硒、叩驴一.,.. 髓 .: ?. ,. . 硒 ? . 、. . . % 腩: 士.士.. : . 曲 .. . 瓷 够? . ,中山大学硕士学位论文 数字化自动视力检杏系统计用于儿童视力测试的 研究:’ . :.: .,?, , . 、 . : .艳 . . . 瓷. 、. . . : 咖 衔. ’ .伽 ,、 行 . ?. . ..... . : .士. . . . .士. .士..? 哇.? ...% 场. ..士. ; , 场 瓠 .士. . 均 . .向. 场%、. ,. .:诧 , 时. , 【】 中山大学硕士学位论文 数字化自动视力检查系统用于儿童视力测试的研究 ,? , ,,, 论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指 导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用 的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写 过的作品成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均 已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果 由本人承担。 学位论文作者签名:孰奄玲 日期:厶年占月日 学位论文使用授权声明 本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的, 即:学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送 交论文的电子版和纸质版,有权将学位论文用于非赢利目的的 少量复制并允许论文进入学校图书馆、院系资料室被查阅,有 权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索,可以采用复 印、缩印或其他方法保存学位论文。 矽 学位论文作者签名:孰燃 导师签名幺 日期:叫年易月弓日 魄‖年‖月弓日中山大学硕:学位论文 数字化自动视力检查系统用于儿童视力测试的研究 引 言 视力测试足临床眼科学及眼视光学中最常用的检测视功能的方法,是最摹本 的视功能检查项目。临床视力检查列在一切眼科检查的首位。视力所测量的是人 眼分辨二维物体形状和位置的能力,也代表视网膜黄斑中心凹处的视觉敏感度。 弱视是由于先天或视觉发育的早期,视觉环境的异常,包括进入眼内的光刺 激不够充分,剥夺了黄斑形成清晰物象的机会形觉剥夺和或两眼视觉输 入不等引起清晰物象与模糊物象间发生竞争所造成的单眼或双眼视力减退;一般 眼科检查无器质性病变,经睫状肌麻痹检影后远视力矫正小于等于.者。弱视发 生于视觉发育的敏感期,视觉发育的关键期岁以前和敏感期~岁是视觉发 育的最快时期,同时也足视觉在遭受异常环境刺激最易产生永久性损害的时期。 因此,在视觉发育的关键期和敏感期以内,通过可行的筛查手段,如视力测试等 早期发现婴幼儿是否有弱视,并及时矫正屈光不正、屈光参差、斜视及去除视觉 剥夺因素足预防弱视发生的重要手段。 一、 学龄前儿童弱视筛查方法: 现行的学龄前儿童弱视筛查方法主要分为摄影验光筛查法和传统视力检查, 后者又可分为认知视力检查与分辨视力检查。 传统视力检查:视力足指人眼能辨认的最小字符对人眼的视角由两 一 点发出的光线,在眼球内的节点处相交叉所构成的夹角,称为视角,即人眼识别 两个反光点所需的最小距离,或者人眼所能分辨的最高空间频率。人眼要感觉到 注视目标的两点是否分开存在,视网膜上被两点刺激的锥体细胞之间,至少要有 一个不受刺激的锥体细胞。 .认知视力伽够反映黄斑中心凹对物体形状的分辨,也是经 验、知识、心理物理因素的综合。通常~岁以后可以进行认知视力的检查。认 知视力检查方式为视力表测试。视力表的设计多为白色背景、黑色视标;视标位 置固定,为代表一系列不同视角的具有不同开口方向的字母,或形状不同的符号。 常规的测试程序是由检查者询问受试者能否辨认出某一视标的开口方向或形状, 以受试者正确辨认的视标所对应的视角作为其阂视力。临床上常用于学龄前儿童中山大学硕:学位论文 数宁化自动视力检查系统用于儿童视力测试的研究 的认知视力检查包括以下方法: 视力表:每行个视标,种图形,它包括圆、房子、 正方形、心形或称苹果四个视标,低于视力闽值时,其他三个视标都看似圆。 视标的高度和宽度比近似:,同一行视标之间的距离等于该行视标的宽度。 ’ 视力表:每行个视标,字体为字母上下左右四个方 向,视标的高度和宽度比:,同一行视标之间的距离等于该行视标的大小,行与 行之间的距离等于下一行视标的大小,视标大小逐行减小。从视力表的顶部开始 指示每一行的一个视标,直到儿童只能识别最后一行一个或者两个视标才认为视 力检查终止。 字母匹配法:岁组的卡片是共个字母,按共张。岁组的是 共个字母,共张。测试者甲逐一翻过字母本,让小儿从头到尾一 一匹配桌上的字母卡片,测试者乙在儿童身旁记录结果。 对’符号视力表,视力表和 视力表进行的研究表明, 到岁的儿童可测比率界于%到.%之间?,,。 视力表钆:由张视表卡组成,每张都呈正方形,由个视 标组成,中间有一个与视标同样大小的干扰方框,视标之间以及视标与边框之间 的距离都足视标大小的一半,每个视标都受到相同数量和等距离的周围视标和边 框的干扰,所以受到的拥挤程度相同。视标有四个方向,每张视力卡有个视标。 该视力表检查时间较长,对认知能力差的儿童和不配合、没有耐心的孩子不适用, 检测率比常用的视力表低。 .分辨视力仰哆测试的是被试者可分辨的最高空间频率。主要 包括各种基于优先注视法舶原理设计的视力检查方法。 年报道了在没有其他干扰的环境中,同时把两个物体放在个月 或更小的婴儿面前,这两个物体在亮度、颜色和大小等方面都一模一样,但物 体 的内在图案不同,一个为黑白方格图案,另一个只是均匀灰色画面,结果发现小 儿更喜欢看前者。该观察结果提供了测定婴幼儿视力的新方法,即优先注视法。 基于优先注视法原理测定视力的传统方法主要有两种:强迫性选择优先注视 法? ,和强化优先注视法 的实验时间,婴儿和年幼孩子往 ,。这两种方法的检查常需要近 往不能合作完成实验,同时所测的视力值精确性并不高。 等用一组含 中山大学硕十学位论文 数字化自动视力检杏系统.用于儿童视力测试的研究 有不同空间频率条栅的灰卡展示给婴儿,将/刺激结合观察者对婴儿注视 行为的丰观判断,来判定婴儿能否看到每张卡上的条栅。这就是视力卡 。 ,,将双眼检查时间缩短为~ 以上基于原理设计的方法需观察者对受试儿童的反应进行主观判断,不能 对受试者的反应进行客观评价。 二 摄影验光筛查法:即利用角膜.眼底反光同时摄影来客观测量被检眼的 屈光与调节状态,了解眼位及屈光问质。摄影验光法常用设备有瞬息图像筛分仪、 摄影验光仪、手持自动验光仪以及最近运用波前像差技术分析屈光状态的筛查仪。 瞬息图像筛查仪协加:它采用快照技术,闪光灯分别在水平经线和垂 直经线上二次曝光,整个检查过程只需幼儿注视目标数秒,~即可成像。拍 摄照片方法:拍摄过程均由同一位眼科医师操作。家长抱幼儿华在距拍摄者处 的椅子上,筛查仪高度与受检者眼部在同一水平上,让患儿注视镜头卜方 屏幕闪烁灯光。指示箭头对焦患儿眉问,闪光灯位于水平经线,按下快门拍摄。 调整闪光灯位于垂直经线,重复以上步骤拍摄第张照片。筛查仪具有快速、 简便的特点,整个过程只需几秒钟。 感受器原理,使人眼反射出来 视力筛选仪。弱:利用 的光线通过一组微透镜阵列后,成像于感受器上,再通过特定的运算法则将其转 换为球、柱镜联合的屈光状态表示。测量范围球镜.~..,柱镜? .。测量工作距离为,可自动检测工作距离,通过不同的声音提示检查 者调整工作距离。面对检查者的镜头上有一圈闪烁的绿灯,可吸引被检查者的注 意。每次测量结果为~次读数的平均值。带有一红外感应的自动打印机,可直 接打印结果。 摄影验光筛查法的共同优点是携带方便、检查快速、客观,可以粗略检查双 眼 屈光状态,从而发现高度屈光不正、屈光参差及屈光间质混浊的患儿,对早期发现 无明显斜视者的视力异常具有重要意义。。这一方法被认为是学龄前儿童视力筛 查的丰要方法,特别适用于不合作儿童如婴幼儿、发育迟缓的儿童、不识字儿童等 能快速检查和显示双眼结果,经过培训的非专业人员可较熟练操作,较适合大规 模小儿屈光和眼病普查。但与传统检查方法不同,摄影验光筛查检查的是弱视相关 因素,而不是弱视疾病本身,但由于并不是所有阳性相关因素都会发展为弱视,目 前对这些相关因素的自然史了解也有限,很难定义什么样的屈光异常属于筛查阳 中山大学硕:学位论文 用于儿童视力测试的研究 数字化自动视力检查系统 性。其有效性有待于与传统方法进行比较。 二、 一岁儿童心理认知发育的特点及其与弱视筛查设计间的关系: 皮亚杰的认识发生论 对当代认知发展理论产生了 重要影响。他从发生学观点和方法来研究儿童认知发展的顺序与阶段,探讨 认知形 成和发展的动因、过程、内在结构和机制等。他认为,人的知识来源于动作,动 作是感知的源泉和思维的基础。婴幼儿通过对物体的抓取、摆弄等动作获得关于 物体的知识,从而认识物体。人在认识周围世界的过程中,形成自己独特的认知结 构,叫做图式。而人的所有心理反应归根结底都是适应,适应的本质在于取 得机体与环境间的平衡。适应包括同化与顺应,同化 指将新信息输入已有的认知结构中,而顺应则指改变已有的认知结构以适应新的 环境和信息。皮亚杰将儿童的认知发展过程分为个主要阶段:感知运动阶段 ,~岁、前运算阶段? ,岁、具体运算阶 段 ,~岁和形式运算阶段肌 。 认知理论将儿童“岁阶段称为前运算阶段,这时由于符号功能的出现,使 儿童开始从具体动作中摆脱出来,凭借象征化格式在头脑里进行“表象性思维’’。 这一阶段幼儿的思维还不能离开实物及其表象,对事物的概括往往是非本质的概 括。现行所采用的视标,无论是字母或符号,对于心理认知能力发育未完全成熟 的受试者,尤其是低龄儿童,并不完全适合。许多研究表明字母及符号视力表 的 可测试性与受试者年龄呈负相关,受试者年龄越小,可测试性越差‘。这表明现 行视力测试手段的设计运用于低龄受试者时尚存在需要改进的地方。基于心理认 知发育理论,造成低龄受试者可测性较差的可能原因包括:首先,现行视力测试 中采用的视标均为抽象符号,从儿童认知发育心理学的观点来看,对抽象符号的 心理认知过程包括“演绎”和“归纳”两个部分,这两种能力通常到岁左右才 能发育完善。因此,认知发育尚未成熟的低龄受试者无法顺利完成对视标的辨认。 其次,对“ ”视标的辨认均要求受试者分辨视标的开口 ”或者“ 方向。儿童认知发育心理学的理论指出:对方向的认知能力要到岁左右才能发 育完善”。既往的研究发现,儿童对于左右的分辨能力最差。概言之,受试者心 理认知能力发育未完善的情况下,运用现行的视标进行测试,其视力可能被低估。 另外,语言表达能力未完善的受试者即使能分辨视标,也可能无法说出正确 答案。 对这一人群进行视力筛查时,也存在视力被低估或不能查到准确的视力闽值的问 中山大学硕士学位论文 数宁化自动视力检查系统.用于儿童视力测试的研究 趑。 三、 本研究的目的和意义:我国的弱视检出率为约.%,保守估计我国 共有弱视患者约千万人。弱视足一个严重的社会问题,永久性弱视无论对个人还 是社会都是负担。 ”等通过前瞻性的观察发现,早期的弱视筛查可以大 大降低学龄前儿童的弱视发病率,同时使其两年后平均视力较未筛查人群大大提 高,可以促进儿童早期的身心健康发展。 通过横断面的研究报道,.? 岁与.岁的弱视发病率极为相似,早期的弱视筛查可有效发现弱视人群。这提 示我们需要建立一个有效的弱视筛查系统。 现行学龄前儿童弱视筛查方法,或与学龄前儿童的心理认知发育水平不相符 合,或无法避免检查流程及结果判断过程中的主观因素的干扰。多项研究尝试研 发自动化的视力测试,这些自动化测试能更好的对测试流程和结果判断进行标准 化,但仍然没有解决对抽象符号的识别问题。 对儿童进行视 本研究采用一种新研发的自动化视力测试程序 力测试,这一检测丰要针对心理认知及语言交流能力未成熟的对象。针对学龄前 儿童对抽象符号的识别能力和对方向的分辨能力尚不完善的特点,这一测试评价 受试者对简单图形视标的“定位”而非“识别”能力,故而能消除心理认知水平 对测试结果的干扰;并着力于减少检查者对测试过程及结果的主观干预,使受试 者能独力完成测试,对结果进行客观的判断。为评价该测试的可行性,我们将 的测试结果与目前传统视力测试的金标准表的测试结果进 行比较。 中山大学硕二学位论文 数字化自动视力检查系统幻用于儿童视力测试的研究 与视力表用于 第一部分 学龄儿童视力测试的比较 一、材料与方法 .研究对象: 本研究从中山眼科中心验光门诊随机抽调了名到岁的学龄儿童参加测 试。所有参加测试的对象均接受眼部情况的筛查包括遮盖试验、自动验光、 裂 隙灯检查及眼底镜检查等。所有纳入对象均征得其家长或监护人的知情同 意。 ..受试者纳入标准: 正常儿纳入标准:无显斜视,双眼视功能正常,无眼球运动异常,睫状肌麻痹 检影后矫正视力.。 弱视儿童纳入标准:确诊存在屈光参差和或屈光不正,和或斜视,无 形觉剥夺性疾病如白内障,至少一眼睫状肌麻痹检影后矫正视力?.。 ..受试者退标准: 测试期问囚不良反应、违反研究或各种原因无法配合测试的,予退出测 试。 .设备与程序: ..主要仪器和设备 , ...硬件设备:本研究所用笔记本电脑为 ., , , ,配有数 字视频接口,所用显示终端为带接口的寸液晶显示屏 ,其亮度为 ~,对比度为%,屏幕分辨率为象素。测 ~。 试距离为.米,可测视力范围为/./,室内照度为 。, ...表放置于照明灯箱中背景照度是 。,字母照度是 测试距离为米。室内亮度是。 ..够视力测试程序深圳迪美泰医学数字技术有限公司:程序以具 坐查堂堡主兰笪丝苎塾兰些鱼垫堡尘塑查墨竺皇坐竺堕堡旦王些望塑查塑堕塑盟墨 育不同空间频率的棋盘格作为视标见图。 可测的视力范围决定于测试距离、显示器尺寸和屏幕分辨率。测试目标随机 出现于屏幕的不同位置。受试者辨认出其位置后即点击该棋盘格。程序将自动记 录受试者能否嘲自判断视标的位置。视标大小的变化遵循随机交错双阶梯原则: 视标空间频率的变化趋势取决于受试者能否确判断一步骤中的视标位置,如 判断正确则视标空?频率进一步提高,反之则下降,以逐渐接近受试对象的视力 闽值。受试者的视力定义为其所能分辨的最高空问频率。受试者在每步骤中的 反应结果、时问以及最终测试结果均存储于数据库中,必要时?叮以打印包含:述 资料的检查报告测试流程详见表。 图:时测试:视力测试』始前 检查人员在笔记本电脑上录入受试者的 基本资料。幻以棋盘格作为视标 显示终端为高分辨率液晶显示器。视标 大小不变,空削频率可变。另方格代表鼠标所在位置。要求受试者将方格移 至 棋盘格所在位置后点击鼠标左键.程序将自动判断并记录受试者能否正确分 辨视 标位置。中山大学硕:学位论文 数字化自动视力检杏系统时砒用于儿童视力测试的研究 表 哆测试流程 具有/同空问频率的棋盘格按以下规律出现: .一起提示作用的棋盘格提示测试开始。 .如果这一步骤成功,下一步骤的视标所代表的视角变为: / .如果锄这一步骤失败,下一步骤的视标所代表的视角变为: /. .测试重复步骤或。 .当下一步骤拟出现的视标其视角小于之前某一失败的步骤时,测试停止。 受试者视力定义为其辨认的最高空间分辨率,程序自动以分数法记录。 ‘: ?: .?当受试者能两次或以上正确点击某一空间频率的视标所在位置时,认为这 一水 平测试结果为“成功”,反之则为“失败”。 . 检测操作流程: 测试前,将受试对象集中并进行约五分钟的训练,以 正式进行 米为测试距离,指导其使用鼠标辨认屏幕上的视标。 作为视标。字线条间的距离是字母大小 视力表采用高对比度的 的五分之一。要求受试者说出测试者所指视标的开口方向指出是向上、下、左、 右中的哪一个方向。采用逐字法进行计分,逐字法所得的是相邻各行所代表的最 小可分辨角的对数的线性和。分钟后进行第二次测试,再次测试由同一名检 查人员执行。 名到岁的受试者在不同房间分别接受和测试;两 种测试分别由不同测试者执行以避免主观偏倚;受试者按随机顺序接受测试。约 分钟后分别进行再次测试。记录受试者双眼的矫正视力。 巾山大学硕:学位论文 数字化自动视力检查系统时用于儿童视力测试的研究 试验流程图 一种 一再记一砍录 一用结 一两果 磊删 一测后熏 .数据记录与分析. ..资料、数据记录 ...记录受试者基本情况: 包括受试者姓名、性别、出生日期、监护人姓名、与受试者关系及。 和视力表测试结果两者转换为 ...记录儿童初次进行 最小分辨角对数记录 和视力表测试结果转换为最小分 ...记录儿童再次进行 中山大学硕士学位论文 数字化自动视力检查系统时用于儿童视力测试的研 究 辨角对数记录 视力测试项目”质量控制表: ..填写“ 通过质量控制,核查受试者同意书签署情况;核查自动验光、裂隙灯、遮盖 试验和同视机检查是否完成;核查是否己进行和视力表对 数视力表测试。 ..统计学处理 统计分析:所有视力均转换格式。眼间差值分析采用双眼数据,其 余分析仅采用受试者右眼的数据。使用.散点图。、相关分析及一 致性限度即两种方法间差值的%参考值范围衡量的可靠性。使 用配对检验及重复性系数,即差值的标准差的.倍分别衡量两种测 试的可重复性。当差值大于或等于时认为其差别有统计学意义。对每位受试 者的两眼间差值也进行相似的分析。所有数据都符合所采用的统计方法的假 设。 统计使用 .和 ...软件。 二、结果: 二日: 一、 . 一般资料:名年龄界于到岁的儿童被纳入到该项比较中。表所 示为受试者的基线资料。 其中正常儿童人%,弱视儿童人%。 表.受试者基线资料 .正常儿童基线资料人 .士. 年龄士 男性比例, % % 。弱视儿童基线资料人 .士. 年龄士 男性比例, % % 弱视儿童右眼球镜度数介于..到.,柱镜度数介于..到., 折算为等效球镜后其分布如下图所示: 主坐查兰塑?兰生堕兰 堑些宴垫丝查丝查墨堕些塑竺壁里壁堕主里鲨垄型 垡塑竺圣 / / / ?。 。 图:.岁组弱视儿童右眼届光状态分布。其中低度近视、低度远视患者 所’比例较大。 视力测试结果:所有受试者均能成功完成两种测试。受试者由 ? ,由视力表钡得的平均视力为”? 测得的平均视力为 。 测试结果一致性分析:与视力表两种方法结果间的差值 ,尸 ,即两法差 与受试者视力水平间的相关系数无统计学意义. 值的大小不随受试者视力好坏而波动。锄.廿散点图示‘与 , 视力表间的一致性限度为 ,提示%受试者两种方法的测试结果问 , 的差值小于 对数单位。其中,正常儿童两种方法问的一致性限度为一 ,坐茎兰堡?兰些堡奎 墼兰些宣垫堡塑堡垒墨堑墅塑竺型堡型?苎堡塑型 蔓盟竺塑 曼黜 。等裟 ?叶 。。。。““。 盅. %。%旷 麟 兰三叠 :‘::????百》 。。~ ?竺 。。。‰ 弘‘。 。 训叶。 。。磊 阳弱视儿童. ?. 。 ? 乎。。 : 。。。 弓 .. 。。 ’. 。。 . . . . . . . . . . 一?是??叱.芎《芑竺。整凸 《 图【旦:两法比较的柚.廿蛐散点图:曲?:正常儿童;?:弱视儿童。中山大学硕 十学位论文 数字化自动视力检查系统 用于儿童视力测试的研究中山大学硕士 学位论文 数字化自动视力检查系统炳?时用于儿童视力测试的研究 ?》山..:..~ ..~ ..~ ~ .~ .~.仟 图:测试一再测试差值分布图。/受试者使用测得的差值小 于.对数单位,而这一比例为/。 一 . ?? 一 . . 一 。? 舯 一 。 。。? .. 。?覃 一 旬. . . . . . . . .中?大学颤学恤论文 数宁化自动桃山检直系统竹用于儿童视力测试的研究 望. 。 . . . ?。 ? ?‰. . 。蕊庐” ‘ 。。 .. 一 .. 勋 图:两种洲试方法测试一冉删试的.散点罔, 。两种方法%的参考值萍存相似 内。 , : 眼问差值【 时测得的的% 波动区间为 肿数单何,测借的的%波动区『为 对数砰何。 阿种方法测试一再测试的茸值分布地图,表明测试%的偏 差小于 对数单位。 怂? 黜 ?国 纠 ? 口 ?? 口 , ? 广 ? ???? ? ?? ? ?~~ ~ ~ ~ ~ 竹阳 俜 ? 图:眼问差值的测试一再测试差值分布图, 偏差‘ 小于 对数单位。,山人学硕士学位论文 数字化自动视力检查系统.用于儿童 视力测试的研究 三、讨论 二、讨论 . 选用视力表作为对照的原因: 本研究为探讨这一新的视力测试手段的有效性和可重复性,选用视力表符合 了 视力表作为比较标准。 年 提出的标准视力表设计原理:视力表每行视标数目相同,视 标之间距离成比例,行与行之间视标的大小以对数形式递减。我们采用的 视力表的视力是以视角的对数形式来表达,行与行之间以.对数单位的增率 递 减,每行变化 ,每行包括个视标,每个视标代表.的视 力,这样的“字”记录方法便于统计,同时与“行记录方法相比较,提高了视 力值测定的精确性以及两眼视力差值的敏感性,。而且视标是形状字体: 视力表是根据辨别方向来测定视力值, 等认为视力表的字 体是形状字体。我们采用这种视力表来研究学龄儿童视力,避免对英文字母 的识 别困难干扰测试结果。 . 视力表与哆测试结果一致性分析: 当测试结果差别低于或等于视力表两行时,认为测试结果问的差别无统计学 意义,即两种测试结果可进行丐换瑚。 本研究中与视力表两种方法间的一致性限度为。., .,表明对于%的受试者,用两种方法测试的结果之差小于.对数单位, 即相当于低于视力表两行。这说明对于岁及以上的心理认知发育已完善的受试 者而言,两种方法的结果具有良好的一致性,可相互替换。 将正常儿童与弱视儿童分别分析,则正常儿童两种方法的一致性限度为 .., .,弱视儿童为..,.,前一区间较后一区间窄。即对于正常儿 童而言,两种测试方法的结果在数值上更接近,而弱视儿童两种测试间的差异较 正常儿童大。这可能是由于视力较差的受试者测试结果受心理及环境因素的影响 更大。 再次测试的结果比首次测试时获得的视力更好,而使用表 时再次测试的结果较第一次测得的视力稍差。这一结果可能的解释是:受试儿童 中山大学硕上学位论文 数宁化自动视力检查系统用于儿童视力测试的研究 对新的测试方法存在学习效应;另一个可能的原因足测试所需时间较长, 受试儿童因疲倦而无法集中精神。 . 视力表.锣两种测试手段的可重复性比较: 本研究使用两种方法对到岁的学龄儿童进行测试,,的为 .对数单位,的为.对数单位,两者的可重复性相似,提示 妙可重复性佳。两种检查方法初次.再次测试结果的差异均无统计学意义。 之前针对进行的若干研究所得的介于.到.之问,本研 究获得了与之相似的。的也与之前其它研究中所用的电脑测 试方法相类似。等采用 作为视标设计自动化测试,对 人.士. 进行了检查,其结果表明%的再测试结果与首次测试的结果的 差值小于.对数单位。在另一项对名视力正常的儿童.士. 和名 弱视儿童.士. 研究中,等采用一种新的电脑阶梯设计的视力测试所 获得的为.对数单位。及其同事使用电脑测试系统对 名年龄介于到岁的弱视儿童进行测试,所获得的为.对数单位。 我们的研究所获得的数据与上述研究相近,表明程序具有良好的稳定 性。与上述电脑视力测试方法不同之处在于采用棋盘格作为视标,既使 测试流程和结果判断标准化,又考虑了受试儿童的心理认知发育水平因素。 对弱视的筛查可通过检测儿童双眼视力差值来发现。因此,临床上 进行弱视筛查时,需将考虑在内。与之前的研究相一致,,我们发现新方 法检测时,其可重复性较其用于检查单眼视力时稍差。从统计学角度看,可 能是由于检测时需使用受试者双眼的视力测试结果,使其两次测试问的差值 相当于仅采用单眼数值进行分析时的两倍。 . 哆与测试流程的比较: 与视力表测试相比,自动化视力测试存在以下优点:对测试流程更好的进 行标准化,应用于多中心研究时无需对技术人员进行统一培训。对比度、测试 距离及时间窗均为可控参数。视力表测试中,由于测试者与受试者均参与到测 试当中,增加了人为因素对结果的干扰。而测试能消除这一人为因素 中山大学硕:学位论文 数字化自动视力检查系统够用于儿童视力测试的研究 的干扰。测试过程中不需要护士或医生从旁协助或判断结果,因而更 利于语言交流有障碍的受试者使用。在需要长时间反复测试时,如监测弱视患者 的治疗进展时,我们应考虑成本及便利的因素,这时自动化测试尤为适用。表 给出了两种测试方法间的比较。 表.姆与视力表豹比较 友 测试距离 可调整 视标形式 棋盘格 视标的数量与大小同一大小的棋盘格重复出现三次,每行五个视标,共种大小,增 可提供种大小,平均增率为 率为.对数单位 .对数单位 视标出现方式 双阶梯式交替变换,时间窗可控单向测试,由大到小进行 显示装置 液晶显示,对比度可变 照明灯箱,对比度同定 得分记录方式 受试者辨识的最高空间频率 逐字计分 交流方式 无线鼠标/触屏 语言交流 与表的另一不同之处是,程序的设计遵循随机交错双阶梯 . 技术 ,视标的空间频率根抛受试者 反应的正确与否发生变化,可提高也可降低,并逐渐逼近阂视力。而视力 表的视标大小为单方向变化,即呈单阶梯设计,测试结果易受受试者惯性心 理影 响乃。这一影响对于视辐射发育不完善的弱视患者更为明显。因此,更 能接近受试者视力的真正阈值。 . 本研究样本与普通人群的差异及可能的影响: 本研究所用样本采集于眼科中心,样本中弱视儿童所占比例为%。而据 统计,学龄前儿童及学龄儿童的弱视患病率为.‰%,故样本中 弱视患者所占的比例远较普通人群中高,而且其中绝大部分都正在接受或接 受过 弱视治疗。 接受过弱视治疗的儿童进行视力表测试的次数远较其他儿童多,他们对视力 中山大学硕一:学位论文 数字化自动视力检查系统用于儿童视力测试的研究 测试,特别是字表测试具有更多经验。本研究中表与两种测 试的差值的均数为.,即视力表测得的视力稍优于,这可能是由于 样本中的受试对象对字视力测试的熟悉程度远较高。进一步研究应 选择对字视力表及测试均为初次接触的受试者,才能真正反映出普 通人群使用这两种方法测得的视力间的对应关系。 . 比较视力表.哆两种测量手段的指标的选用: 本研究旨在验证这一新手段的临床应用的可行性。评价测量手段 常用的指标足有效性和可重复性。 有效性,用以反映测量结果与“真值”的接近程度,主要受系统误差影响。可 将 相对准确的测量指标作为“金标准”,考察测量指标是否与之一致。可重复 性,用 以反映相同条件下重复测定结果的相似程度,即测量手段的稳定性,主要受 随机 因素影响。 本研究采用一致性限度衡量与“金标准”视力表问的一致 性,以重复系数衡量两种测试各自的可重复性,理论基础如下: 如果两次测试问的差值呈正态分布,则%的差值落入以下区间 ??/士.、/?./。衡量不同方法时,这一区间即为一致性限度;评价一 种方法的可重复性时,该区间为重复系数。在此前提下,具有统计学意义的视 力 改变定义为落在上述区间之外的数值。 中山人学硕士学位论文 数字化自动视力检查系统时用于儿童视力测试的研究 第二部分够用于学龄前儿童视力 测试的研究 一、材料与方法 .研究对象: 本研究从中山眼科中心弱视治疗室随机抽调了名到岁的儿童参加测 试。所有参加测试的对象均接受眼部情况的筛查包括遮盖试验、自动验光、裂 隙灯检查及眼底镜检查等。所有纳入对象均征得其家长或监护人的知情同意。排 除引起病理性视功能改变的眼部疾病。 ..受试者纳入标准: 弱视儿童纳入标准:确诊存在屈光参差和或屈光不正,和或斜视, 无形觉剥夺性疾病如白内障,至少一眼睫状肌麻痹%阿托品检影后矫正视 力?.。 非弱视眼标准:睫状肌麻痹检影后矫正视力.。 弱视眼标准:睫状肌麻痹检影后矫正视力?.。 ..受试者退出标准: 测试期间因不良反应、违反研究方案或各种原因无法配合测试的,予退出测 试。 .设备与程序:如第一部分所述。 .检测操作流程: 正式测试前,将受试对象集中并进行约五分钟的训练,以米为测试距离, 指导其使用鼠标辨认屏幕上的视标。名到岁的受试者在不同房间分别接受 时和测试;两种测试分别由不同测试者执行以避免主观偏倚;受 试者按随机顺序接受测试。因该年龄段儿童难以长时间集中注意力,仅测试 其右 眼的矫正视力。表只进行一次测试。于初次测试约分钟后进行第二次 测试。 中山大学硕士学位论文 数字化自动视力检查系统用于儿童视力测试的研究 试验流程图 .数据记录与分析 ..资料、数据记录 ...记录受试者基本情况: 包括受试者姓名、性别、出生日期、监护人姓名、与受试者关系及。 和视力表测试结果两者转换为 ...记录儿童初次进行 最小分辨角对数记录 中山大学硕士学位论文 数字化自动视力检杏系统用于儿童视力测试的研究 ...记录儿童再次进行哆测试结果转换为最小分辨角对数记录 ...填写“,视力测试项目”质量控制表: 通过质量控制,核查受试者同意书签署情况;核查自动验光、裂隙灯、遮盖 和视力表对 试验和同视机检查是否完成;核查是否己进行 数视力表测试。 ..统计学处理 统计分析:所有视力均转换格式。使用孤一~散点图、相关 分析衡量的可靠性。使用配对检验及重复性系数,即差值的 标准差的.倍衡量测试的可重复性。当差值大于或等于时认为其差别有 .和 统计学意义。所有数据都符合所采用的统计方法的假设。统计使用 ...软件。 二、结果: 一、:口木: 受试者的基线资料见表。 表.受试者的基线资料 .士. 年龄士 男性比例, % % 右眼的临床诊断 正常 弱视 % 屈光不正性弱视,% % 屈光参差性弱视,% % 斜视性弱视,% 入选儿童右眼球镜度数介于一.到 .,柱镜度数介于..到., 折算为等效球镜后屈光度数分布如下表所示:大学硕十学位论文 数宁化自 动桃力捡每系统??用儿童说力测试的研咒 表孓受试青右龈翘光靛心分白 球镜度数 人数.% “% 以上 计 % 以下 % .以上 % . ~ 『% % .以下 入选儿童年龄分布如下图所小 % % ~ ? ~ ?~ % 图:受试者年龄分布图:其巾?刿童为人,.岁为“人,?岁和? 岁组苒有人。 名受试者均能完成’ 。时首次测试的平均视力为 ? 士 :再次测试平均视力为 ;配对检验提示测试 .再测试结果间的差刖无统计学意义辟 :为 对数单位,即%受试 者两次测得的结果之差小于 对数单位,这一偏差与受试者视力水平小相关。 这一数据与到岁组儿童所获结果相似。中山大学硕十学位论文 数字化自动视力检查系统时用于儿童视力测试的研究 一 ? .一. 。。 . 。。。。。 。 。 二 。 。 一?:西???.田 。 .. 。.刁 . .. 一《一 . . . . . 图:运用于到岁儿童的测试一再测试结果间差值的 .散点图。 ?西 石图:测试一再测试时间箱线图。如图所示,受试者再次测试时 间较初次测试明显缩短,这一差别有统计学意义氏.。 中山大学硕学位论义 数宁他自动视力捡矗系统协姐‘用于儿章视力测试的 研究 受试者接受第一次?测试的平均时间为 ? 秒,再次测试为 .? 秒图。其中,毋快完成时间为秒,最长耗时为秒。 名受试者中人能完成表测试,人未能完成该测试. 表检查成功率为%。未能完成表测试的儿童资科如下所示: 表.未能完成穗试的受斌者资料斜’ ? 年龄? 男性比例, % % 右眼的临床诊断, %、 弱视,% 屈光不正性. % % % 届光参差性. % 斜视性,% 本年龄组能同时完成两种测试的名受试者两种检查结果闯的一致性系数为 .两种检查结果阃的差值分布如图所示: % 圆?. 口.. %口... 口. 图:受试者两种方法差值分布图:其中%受试者两种方法的检查结果 之差小于或等于 对数单位,即低于视力表三行。中山大学硕士学位论文 数 字化自动视力检查系统 用于儿童视力测试的研究 三、讨论 . 应用于儿童的可行性: 本研究对名年龄界于到岁的受试者进行测试,所有受试者均能成功 完成。岁以下年龄组的为.,岁到岁组的受试者为.,表 明应用于到岁的儿童均具有良好的稳定性。 年美国 建议~岁儿童视力筛查可使用的视标 、 包括蚰字母、数字、、、 、 即 ,在美国各州学龄前儿童视力筛查中普遍使用的是 于年提出的一种的视力表,学龄前儿童 视力表,是由 对其识别性较高。目前,我国检查儿童视力最常用的是视力表。国内有研究 指 出,在岁个月~岁个月组和岁个月~岁个月组,字视力的检查 成功率只有.%和.%;同样,图形视力的检查,在岁个月~岁个月 组的成功率也只有.%,远远低于“定位视力所能获得的成功率%”。本 视力表的检查成功率为%。受试者未能顺利完成 研究中 测试的原因可能是到岁这一年龄段的部分受试者对于方向的辨别能力 未成熟;也与受试者经常进行字测试,易产生厌倦情绪而不愿配合有关。 获得较高检查成功率的可能原因有:测试受试者对视标 的“定位”能力,故能消除心理认知发育因素对测试结果的影响,使这一测试适 用于更广的年龄段。“定位”视力只是要求幼儿判断是否有视标、视标在哪一边。 而图形和视标检查,幼儿不仪要确定检查者指的是哪一个视标,还要判断视标 的形状或开口方向??先定位,再识别;这个过程受心理认知能力的影响较大, 对学龄前儿童而言难度较高。认知视力检查要求受试者的识别抽象符号或者对方 向进行分辨,这两种能力儿童在岁前均未发育完全,限制了认知视力检查在年 幼儿童中的应用,使得这些检查在较小的年龄段成功率相对较低。 在本研究中,年幼受试者所用的测试时间明显较年长儿的长,?岁组首次测 试时间为.士.秒,再次测试时间为.士.秒;.岁组首次测试时 间为.士.秒,再次测试时间为.士.秒。首次测试时间明显较长的原 因可能是对于测试程序尚不熟悉。在预试验中,给出简要的指导后,部分两岁的 幼儿能在分钟内完成测试。如有更多时间用于鼓励受试儿童,本研 中山大学硕士学位论文 数字化自动视力检查系统时用于儿童视力测试的研 究 究中的受试者可能在更短时间内完成测试。 研究第一与第二部分共名受试者的测试时间与其年龄间的关系如图所 不 ,、 ‘、?一 功 ‘ 卜. 一 ? ? ? ? .对于~岁的受试者,再 图:测试时间直条图。误差线代表? 次测试的时间明显缩短。这一趋势在年长儿中不明显。 上图中数据显示.岁组受试者随着年龄增长,测试所用的时间逐渐缩短; 到岁组各年龄的儿童平均测试时间相近,可能的原因是这一年龄段的受试者 掌 握电脑测试的速度更快,受学习效应影响不明显。 . 时运用于儿童视力测试的神经生物学基础: 幼儿期到岁时的脑重接近成人脑重范围。~岁儿童脑的质变加速进行, 神经突触分支变得更多更密,大量神经环路形成。这一阶段,大脑额叶迅速增 长, 皮层内抑制和分析综合能力提高,为儿童的学习和记忆发展创造条件。此时儿童 对第二信号系统??语言和文字的反应尚未完善,对直观形象事物的模仿能力 强,而对抽象观念的思维能力差弱。 从神经识别机制来说,不同的大脑区域对不同的刺激目标做出相应的反应, 有关对动物和人的研究证明了这一点,。例如,正电子发射断层扫描技术 中山人学硕士学位论文 用于儿童视力测试的研究 数字化自动视力检查系统 可以显示,在被检者被动观察的时候,有朝向的条栅和视标字激活了大脑腹侧的 视觉信息流,并上传到梭状回中部;但是当被检者对视标出现的关键细节有反应 时,早期的视网膜定位视觉区域的激活却受到了限制。此外,对视标明确的判断 还要激活舌回的视觉形状区和梭状回的后部,然后传导至额部和项部的大脑皮质 区,引起该区的激活。额部和顶部的大脑皮质区的发育成熟相对延后,能很好地 解释不同的视力检查方法在不同的年龄段有不同的成功率这一现象。 视力检查是一个心理物理学过程,儿童视功能不仅仅局限于视力测量,还包 括认知能力、眼球运动元素,语言和交流能力。实际上,根据检查,一个 正常的婴儿在岁以前有/的视力;人眼视神经髓鞘化大约在周岁完成。 然而我们测得?周岁儿童的视力均低于/,所以我们不能简单地说哪种视力 测试方法更好,而是要针对不同的人群进行选择,也不能盲目地根据视力判断儿 童有无弱视,因为出牛后相当长一段时问内儿童的视功能处于一个发育的过程, 而视力的表达又跟诸多因素有关。 . 认知视力与棋盘格视力的比较: 图形和字母视力为认知视力,“定位”和条栅视力为分辨视力。儿童认知视力 和分辨视力均与年龄呈正相关。早在年,国内岳以英等人以“国际标准视 力表”箱对周岁的幼儿进行了视力检查。到年,张安琦等人用优先注 视法研究了~个月婴幼儿的条栅视力,并得出了相应的条栅视力发育曲线。在 年,郑日忠等人以 .视力卡检查了~个月幼儿的图形视力, 得出了每一年龄段相应的平均远近视力。以上研究都显示了视力随年龄逐渐发育 的一个动态过程。 但认知视力与分辨