AutoacuityTest与标_省略_对数视力表用于儿童视力测定的比较_刘臻臻

Autoacuity Test与对数视力表用于 儿童视力测定的比较 刘臻臻 1， 邓大明 1， 祁勇军 2， 曹 阳 3， 吴明星 1 （ 1． 中山大学中山眼科中心∥眼科学国家重点实验室， 广东 广州 510060； 2． 广东省中医院珠海医院， 广东 珠海 519000； 3． 迪美泰数字医学技术有限公司， 广东 深圳 518052 ） 摘 要： 【目的】 比较一种计算机视力测试软件 Autoacuity Test 和标准对数视力表之间的一致性和重复 性，初步探讨 Autoacuity Test 临床应用的可行性。 【方法】 对 41 名视功能正常儿童［（8．4 ± 1．8）岁］和 25 名弱 视儿童［（8．0 ± 2．2）岁］分别使用标准对数视力表和 Autoacuity Test 两种方法进行视力测试。 30 min 后重新对 其进行测试。 以 Autoacuity Test 与标准对数视力表检查结果的一致性限度的评价其准确性，以测试－再测试的 重复系数及配对 t 检验评价其重复性。 【结果】 视功能正常儿童的 Autoacuity Test 与标准对数视力间的一致 性限度为 0．16 对数单位；弱视儿童为 0．31 对数单位。 正常儿童两种方法各自的测试－再测试结果间差异均无 统计学意义（P ＞ 0．05）。弱视儿童标准对数视力表测试－再测试结果间差异无统计学意义，Autoacuity 再次测试 视力检查结果较初次测试有所提高（P ＜ 0．05）。 【结论】 Autoacuity Test 与标准对数视力表两种检查方法在 视功能正常儿童中一致性较好，在弱视儿童中一致性稍差，两者重复性相近。 Autoacuity 是一种可取的儿童视 力测试方法。 关键词：儿童； 标准对数视力表； 最小分辨角对数（logMAR）； 准确性； 重复性； Autoacuity Test； 视力 中图分类号：R77 文献标识码：A 文章编号：1672－3554（2008）06－0762－05 Comparison of Autoacuity Test and Standard Logarithmic Visual Acuity Chart for Assessment of Visual Acuity of Children LIU Zhen-zhen1， DENG Da-ming1， QI Yong-jun2， CAO Yang1， WU Ming-xing1 （ 1． State Key Laboratory of Ophthalmology∥Zhongshan Ophthalmic Center， SUN Yat-sen University， Guangzhou 510060， China； 2． Zhuhai Hospital of Guangdong Province Traditional Chinese Medical Hospital， Zhuhai 519015， China； 3． Digital Medical Technologies， Limited， Shenzhen 518052， China ） Abstract： 【Objective】 To validate the performance of the Autoacuity Test against the standard logarithmic visual acuity chart． 【Methods】 Forty-one visually normal children ［（8．4 ± 1．8） years］ and 25 children with amblyopia ［（8．0 ± 2．2） years］ were tested with both the standard logarithmic visual acuity chart and Autoacuity Test． A retest was administered 30 min later． Limits of agreements， coefficient of repeatability （COR） and paired t-test were calculated in order to evaluate the validity and repeatability of the Autoacuity． 【Results】 The limit of agreement for the Autoacuity against the logarithmic chart was 0．16 log units for children of normal visual function， and was 0．31 for children with amblyopia． Test-retest results for the logarithmic chart did not differ significantly for either group （P ＞ 0．05）． However， a significant better retest result （P ＜ 0．05） was detected for Autoacuity Test for children with amblyopia． 【Conclusion】 The Autoacuity Test was equally repeatable and moderately comparable with the standard logarithmic visual acuity chart． The Autoacuity Test was an acceptable visual acuity test for children． Key words： children； standard logarithmic visual acuity chart； logarithm of the minimum angle of resolution （logMAR）； validity； repeatability； Autoacuity Test； visual acuity ［J SUN Yat-sen Univ（Med Sci），2008，29（6）：762－766］ 第 29 卷 第 6 期 2008 年 11 月 中山大学学报（医学科学版） JOURNAL OF SUN YAT-SEN UNIVERSITY（MEDICAL SCIENCES） Vol．29 No．6 Nov． 2008 收稿日期： 2008－09－11 基金项目： 国家自然科学基金（30572003） 作者简介： 刘臻臻（1982－），女，广东揭阳人，硕士；吴明星，通讯作者，副教授， E-mail： Wumingx＠mail．sysu．edu．cn 视力测量的可靠性和重复性对发现和监测儿 童视力异常（比如弱视）尤为重要。 弱视综合治疗 过程中进行合理的视力评价是临床工作的一部 分。 字母视力表是测试视力采用最为广泛的一种 方法： 它不仅用于眼科疾病如屈光不正等的诊断 和筛查，而且也是有视力要求的职业（驾驶与飞行 等）体检的重要手段 ［1］。 目前国内应用最为广泛的 有标准对数视力表、国际标准视力表等。 这些视力 表具有许多利于临床应用的特点， 但它们在实际 使用中存在一些限制：受试者对视标的记忆问， 增加了受试者“猜”中视标的概率，降低测试的可 靠性 ［2］，干扰了同一受试者测试－再测试结果的比 较。 儿童的视力测量受限，尤其是 3 ～ 4 岁儿童受 方位知觉限制，对 E 字左右方位辨别困难，加上 注意力易分散，易出现测量中断现象 ［3］。 此外还存 在制作标准不一，产品多样，部分视力表照明不均 匀等问题。 以电脑为媒介的自动化视力测试可在 一定程度上解决以上问题。 Autoacuity Test 是以空 间频率可变的单一图形作为视标的电脑视力测试 软件，它考察受试者对视标的“定位”而非“辨向” 能力，故不受方位知觉的限制；它以无绳鼠标作为 输入装置， 并由软件自动受试者测试过程与 结果，避免了测试者的主观因素对结果的影响。 本 研究采用 Autoacuity Test 和标准对数视力表同时 对视功能正常儿童、弱视儿童进行视力测试，以初 步评价 Autoacuity Test 的准确性和重复性， 探讨 Autoacuity Test 这一自动化视力测试软件临床应 用的可行性。 1 材料与方法 1．1 受试者 来自中山眼科中心验光门诊， 获得监护人同 意，按随机原则决定先接受哪种测试。 每一方法进 行两次测试，再次测试为首次测试 30 min 后。 参 加测试的视功能正常儿童［年龄（8．4 ± 1．8）岁］共 41 名，通过眼部情况筛查（遮盖试验，自动验光和 同视机检查） 以排除弱视和其他影响视功能的眼 部疾患。研究中采用右眼裸眼的视力测量数据。共 25 名弱视儿童［年龄（8．0 ± 2．2）岁］参加测试，纳 入标准：确诊存在屈光参差和（或）斜视，无形觉剥 夺性疾病（如白内障），两眼视力采用标准对数视 力表测得视力相差大于或等于 0．1 对数单位。 研 究中采用弱视儿视力较差眼的裸眼视力的数据， 故该眼先进行视力测试， 避免儿童因疲劳而不配 合检查。 1．2 视力测试程序 1．2．1 Autoacuity Test 该测试以国际象棋黑白相 间的棋盘作为视标， 以四个格子组成的棋盘格提 示测试开始，另一小方格代表鼠标所在位置；受试 者需将小方格移至棋盘格中，并点击该棋盘格。 首 个测试水平对应的视角大小 VA1 ＝ 5．03 min·arc， VA 最大值 ＝ 16．1 min·arc。 每一水平重复测试 3 次， 受试者两次或以上正确点击视标时视为成功，否 则为失败。程序将自动记录受试者反应的正误。如 步骤 n 成功， 视标对应视角按下式缩小：VAn＋1 ＝ 0．5 VAn；如失败， 则下一步测试中对应的视角变 为：VAn＋1 ＝ 0．5 （VAn－1 ＋ VAn）。 当按以上规律所得 下一步骤视角小于之前某一失败步骤时， 测试停 止。在电脑中输入受试者基本资料（姓名、年龄等） 后，由受试者独立完成整个测试。 受试者测得的视 力取决于正确辨认的最高空间频率。 可测视力范 围由测试距离、屏幕宽度和分辨率决定，在“设置” 菜单中输入测试距离和屏幕宽度后， 电脑自动显 示可测得的最佳视力， 缩短测试距离可获得更低 阈值。 根据 FDA 的 GCP 要求，所有测试结果的电 子数据均予以保留。 本研究使用 Lenovo-b9b16e97 电脑：显示器分 辨率为 1280 × 800，背景亮度为 250 cd·m－2，对比 度为 100％；测试距离为 3．2 m 时，可测视力范围 为 20 ／ 267 ～ 20 ／ 10；视标增率最小可为 1．07。 检查 结果存储于数据库中，包括受试者的基本资料，最 终得分，每一步骤受试者的反应时间、对应的视角 大小及正误，屏幕分辨率以及测试距离等。 电脑自 动显示受试者得分（以 Snellen 分数，即 20 ／ 20 形 式记录）。 需要时也可打印检查结果。 1．2．2 标准对数视力表测试过程 受试者从最大 视标开始，依次指出各视标朝向。 按逐行计分法记 录受试者得分。 标准对数视力表放置于照明箱内 （屏幕背景亮度为 350 cd·m－2，字母亮度为 20 cd· m－2），测试距离为 5 m。 1．3 数据记录和统计学处理 所有测试结果均转换为最小分辨角对数 （logMAR）记录。 使用一致性限度衡量其一致性：使 用两种不同方法进行测试时， 两法结果之差的 95％参考值范围越窄，两者一致性越好，该范围即 第 6 期 刘臻臻，等． Autoacuity Test 与标准对数视力表用于儿童视力测定的比较 763 中山大学学报（医学科学版） 第 29 卷 图 2 视功能正常儿童测试－再测试结果的 Bland-Altman 散点图 Fig．2 Bland-Altman plot for the test and retest measurements for the visual normal children A： Standard logarithmic chart； B： Autoacuity Test； n ＝ 41 为一致性限度；采用同一方法测试－再测试的重复 系数（COR）和配对 T 检验衡量各自的重复性：使 用同一方法进行两次测试时， 两次结果之差的 95％参考值范围越窄，表明该方法重复性越好，该 范围即为重复系数。 使用 Bland-Altman 散点图显 示每位受试者测试结果的波动、整体波动幅度（即 一致性或重复性），以及波动幅度与视力水平是否 相关。 2 结 果 2．1 视力正常儿童 两种方法测试成功率都为 100％。 Autoacuity 测得视力为（0．25 ± 0．10） logMAR，标准对数视力 表测得结果为（0．18±0．08） logMAR。 95％受试者两 种测试结果的波动为 0．16 对数单位 （即小于视力 表两行），且两种测试间的差异不随受试者视力水 平而变化（图 1）。 标准对数视力表及 Autoacuity 测 试－再测试结果间差异均无统计学意义（P ＞ 0．05）。 标准对数视力表的 COR 为 0．13 对数单位 （图 2A），Autoacuity 为 0．16 对数单位（图 2B），两者重 复性相似，且重复性均不受受试者视力水平影响。 2．2 弱视儿童 两种方法测试成功率都为 100％。弱视眼标准 对数视力表结果为（0．54 ± 0．32） logMAR， Autoacuity 测试视力为（0．64 ± 0．18）logMAR。 95％受试者两 种测试结果的波动为 0．31 对数单位 （即视力表 3 行），波动比视功能正常儿大（图 3）；其中 64％受 试者两种方法测量误差小于或等于 0．2 logMAR units（相当于视力表 2 行）。 标准对数视力表测试－ 再测试结果间差异无统计学意义 （P ＞ 0．05）。 Autoacuity测试－再测试结果间差异具统计学意义 （P ＜ 0．05），首次测试为（0．66 ± 0．20）logMAR，再次 测试为（0．62 ± 0．16）logMAR，差值为－0．05 ± 0．09。 标准对数视力表的 COR 为 0．13 对数单位（图4A）， Autoacuity 为 0．18 对数单位（图 4B），对不同视力 水平的弱视儿童而言， 两种方法均具有相似的可 重复性。 图 1 视功能正常儿童 Autoacuity 与标准对数视力表测试 结果的 Bland-Altman 散点图 Fig．1 Bland-Altman plot for the two methods for visual normal children Mean acuity difference and 95％ confidence intervals are shown （n ＝ 41）． A B 764 图 4． 弱视儿童两种方法测试－再测试结果的 Bland－ Altman 散点图 Fig．4 Bland-Altman plot for the test and retest measurements for the amblyopic children A：Standard logarithmic chart；B：Autoacuity Test；n ＝ 25 3 讨 论 我们的研究结果显示无论视功能正常儿童还 是弱视儿童，Autoacuity 的重复系数都与标准对数 视力表相近； 使用两种方法对视力正常儿童进行 测试，其初次－再次测试结果的差异均无统计学意 义，表明程序本身稳定性良好。 95％接受测试的视 功能正常儿童两种方法间的差异小于两行， 表明 Autoacuity 与标准对数视力表一致性良好。 这些结 果与之前针对儿童视力测试方法准确性和重复性 的研究相比， 得到的一致性限度和重复系数的数 值相近［4－6］。 但 36％弱视儿童两种方法测量差值大 于 0．2 logMAR（相当于视力表二行），且弱视儿童 Autoacuity再次测试视力较初次测试显著提高。 这 一结果与 Stewart 等 ［7］进行过的另一计算机视力测 试结果类似。 弱视组儿童出现这一测试结果的原 因可能是： ①精神心理因素对弱视儿视力测试结 果可能影响更大。 Autoacuity 采用了随机交错双阶 梯技术，与受试者的精神生理反应更为契合：视标 并非单向变大或变小， 而是根据受试者的反应变 化，按一增一减，逐渐逼近阈视力。 而标准对数视 力表的视标是单方向变大变小的， 即呈单阶梯设 计，测试结果易受受试者惯性心理影响。 从这个角 度上讲，Autoacuity 更能接近受试者的视力的真正 阈值， 这一影响对于视辐射能发育不完善的弱视 患者更为明显。 ②弱视儿童可能对新测试方法接 受得较正常儿慢， 学习效应使得再次测试时获得 的结果优于初次测试。 ③弱视组样本量较小导致 测量结果的随机变异较大。 Autoacuity 测得视力与标准对数视力表间存 在差异， 标准对数视力表组受试者视力稍优于前 者。 这可能是由以下因素造成的：①时间窗。 两种 测试具有不同的时间窗。 在本研究中，Autoacuity 视标每次停留时间设定为 0．16 min， 需要受试者 在该时限内作出反应， 否则程序即认为受试者不 能看到视标。 如果儿童不能在限定的时间窗内做 出反应，测试结果将无法反映其真正视力。 而标准 对数视力表则容许受试者不受时间限制作出反 应。 研究表明当目标停留大于 500 ms 时视力不受 影响 ［8］，故 Autoacuity 视标的时间限制并不直接影 响测量结果。 但不设时间限制可能从其它方面影 响视力，如受试者是否感到紧张，以及受试者对软 图 3 弱视儿童两种方法测试结果的 Bland-Altman 散点图 Fig．3 Bland-Altman plot for the two methods for children with amblyopia Mean acuity difference and 95％ confidence intervals are shown （n ＝ 25） A B 第 6 期 刘臻臻，等． Autoacuity Test 与标准对数视力表用于儿童视力测定的比较 765 中山大学学报（医学科学版） 第 29 卷 件使用的掌握程度和反应速度等。 ②得分记录方 式。 标准对数视力表各行视标的增率为 1．26，而 Autoacuity视标的增率最小可为 1．07，即后者对视力 的改变较敏感；标准对数视力表采用逐行记分法，其 敏感性更低。标准对数视力表测试结果与 Autoacuity 间缺乏一一对应关系，对统计分析造成了干扰。 Autoacuity选用棋盘格这一图形作为视标。 儿 童对图形视标易产生兴趣，3 周岁儿童已能认知和 识别， 在预试验阶段对 6 名年龄 ＜ 36 个月的学龄 前儿进行测试，受试儿童均能完成测试。 我们正进 一步探讨 Autoacuity 能否代替 Lea Symbols 等图形 视力表或标准对数表用于年龄更小儿童的视力测 试。多项研究利用棋盘格刺激弱视患者产生视觉诱 发电位来探讨弱视的发病机制和治疗手段 ［9－10］。 Autoacuity另一完善的方向是在视力筛查的基础上， 建立一种通过空间阈值变化治疗儿童弱视的方法。 与标准对数视力表相比较，Autoacuity 测试尚 具有以下特点：自动化操作，无需测试者从旁指导 或判断结果； 对于无法用语言表达的受试者更为 适用。 标准对数视力表测试过程需要测试者与受 试者的双方参与， 测试者的主观偏倚会对结果产 生影响；Autoacuity 根据受试者的反应自动产生视 标并记录结果，消除了测试者主观因素的影响。 在 临床试验中自动化测试与人为测试相比较尚具有 以下优点： 在多中心研究中保证了测试步骤的标 准化；减少技术人员的培训量；自动存储测试结果 无需手工记录。 当需要长期对视力变化进行监测， 费用与便利性成为影响测试手段选择的重要因素 时，自动测试优势更为明显。 但是 Autoacuity 要求受试者具有基本的电脑 操作知识，这使得它在部分人群，如受教育水平较 低者的运用受到限制。 另一缺点在于测试的成本 比运用视力表测试高（购置笔记本电脑、液晶显示 器等）。尽管如此，随着笔记本电脑应用的普及，越 来越多的人将能接受使用无绳装置对屏幕显示的 视标作出反应的测试模式。 电脑程序的显示效果 因显示器分辨率而异， 只有选用适当分辨率才能 正确显示视标的大小。 因此，大小不同的显示器应 注意选择合适的分辨率。 总之， 以计算机为媒介的视力测试还没有在 临床广泛应用，但它具有独特的优点：它可以按随 机原则显示视标，避免受试者对视标的记忆问题； 电脑自动记录测试结果，消除了测试者主观因素对 结果的影响，并在电脑界面提供详尽的视力反应记 录和分析；以棋盘格作为视标，适用的年龄范围更 广；可随时调整视标的对比度、显示时间和测试距 离等参数，获得更广的视力测试范围。 对于需要长 期多次检测视力的研究，运用计算机视力表大有优 势。 Autoacuity视力测试可在临床研究中作为儿童 视力检查的新手段，并可望运用于弱视等眼科疾病 的临床观察与治疗，这些有待进一步的研究。 参考文献： Currie Z， Bhan A， Pepper I． Reliability of Snellen charts for testing visual acuity for driving： prospective study and postal questionnaire ［J］． BMJ， 2000，321 （7267）：990－992． Arditi A， Cagenello R． On the statistical reliability of letter-chart visual acuity measurements ［J］． Invest Ophthalmol Vis Sci， 1993，34（1）：120－129． Hyvarinen L， Nasanen R， Laurinen P． New visual acuity test for pre-school children［J］． Acta Ophthalmol （Copenh）， 1980，58（4）：507－511． McGraw PV， Winn B， Gray LS， et al． Improving the reliability of visual acuity measures in young children ［J］． Ophthalmic Physiol Opt， 2000，20（3）：173－184． Moke PS， Turpin AH， Beck RW， et al． Computerized method of visual acuity testing： adaptation of the amblyopia treatment study visual acuity testing protocol ［J］． Am J Ophthalmol， 2001，132（6）：903－909． Ruamviboonsuk P， Tiensuwan M， Kunawut C， et al． Repeatability of an automated Landolt C test， compared with the early treatment of diabetic retinopathy study （ETDRS） chart testing ［J］． Am J Ophthalmol， 2003， 136（4）：662－669． Stewart CE， Hussey A， Davies N， et al． Comparison of logMAR ETDRS chart and a new computerised staircased procedure for assessment of the visual acuity of children［J］． Ophthalmic Physiol Opt， 2006，26（6）： 597－601． Baron WS， Westheimer G． Visual acuity as a function of exposure duration［J］． J Opt Soc Am， 1973，63（2）： 212－219． 刘 钰 ． 弱视儿童由棋盘格和条栅刺激产生的视觉 诱发电位的比较［J］． 眼科新进展， 2003，23（4）：264－ 265． 王泽洪 ． 正常儿童视觉发育及弱视发病机制的视觉 诱发电位的研究进展 ［J］． 国外医学眼科学分册 ， 1991，15（3）：168－179． （编辑 刘清海） ［1］ ［2］ ［3］ ［4］ ［5］ ［6］ ［7］ ［8］ ［9］ ［10］ 766