视力检查那点事儿

视力是一项非常主观的检查，它反映的不仅仅是眼睛这个器官的状态，而是眼球、视神经、视交叉……然后一直往后直到大脑皮质视觉中枢这条完整的视觉通路的综合表现，可以这么理解：视力的好坏不仅和眼睛有关，也和大脑有关，这点很像数码相机和电脑的关系，如果想要获得更清晰的图片可以通过调整相机镜头和感光元件分辨率获得，但也可以通过后期软件PS处理，所以有些视觉训练是可以提高视力的，原理等同于电脑后期PS。大家在做视力检查的时候要时刻想到患者的表现都是经过大脑后期处理过的反应，相关内容也可参见我的另外一篇文章《视觉认知与错觉——从偏见到误会》

各个国家对视力检查有不同的视力表和表示方法，但万变不离其宗，根本原理都是检测最小视角，（注视物在眼睛结点处形成的夹角）。大家普遍把1分视角作为正常标准：

目前国内外常用的视力表有：

1.标准对数视力表。1834年Weber在测定压觉时确定了感觉（S）与刺激（R）的关系，1858年Fechner发展了Weber法则，共同构成了Fechner-Weber法则，也称为心理物理学定律。

Fechner-Weber方程式：S=K×lg（R为原来的刺激强度，△R为刺激强度的增加值，K为常数）由此我们可以看到刺激强度以几何数增加，感觉以算术级数增加。基于这个原理，我国缪天荣教授在1958年提出了标准对数视力表的设计，又称5分制对数视力表。视标大小的增率统一为，就是10行增10倍的增率，即1.2589。这是目前国内使用最多的视力表设计，视标为E字或C字、共14行，分别代表4.1~5.3。以5米距离测试，能辨第11行，为标准视力，记以5.0。见下图：

由于增率恒定，所以可以变距使用，不过这版设计最大视标行只有一个，被误中和记忆的几率较大。2012年温州医科大学王勤美教授负责修订最新版对数视力表，将第一行视标增加为两个，灯箱亮度也有所提升，如下图：

这个新版2012年5月1日开始执行，并作为国家体检的强制执行标准。说到这里，有必要提一下现在国内使用的另一款设计“国际标准视力表”，仔细观察“国际标准”和“标准对数”的区别主要有两点：第一，前者的E字三横不一样长，中间那横笔画短，根据“每个笔画的宽度和笔画之前的间隔均为1分视角”的要求，“国际标准”的E字有点不符合标准，会在一定程度上增加了辨识度（中间那横的缩短更容易感知开口方向）。第二，“国际标准”的视标记录为算术级别，“0.1,0.2,0.3,0.4……”这会造成视力较差患者的检查结果不够准确，记录级差和视角级差差别过大。所以请记住，“国际标准”并非国际标准，优选使用新版标准对数视力表。

2.Snellen视力表。荷兰人Hermann Snellen 算是视力表设计的祖师了，他在1862年发明了著名的Snellen视力表，开创了每个视标5分弧度，每个视标分解间隔1分弧度的标准规则。Snellen视力表是由一组一组逐渐缩小的“E”字组成（也可以是26英文字母组合），每个“E”字的两端在眼的结点处形成5分视角，也就是每个“E”字每划的宽度为1分视角，每划间隙亦为1分视角。因距离远近不同，所以字划的宽窄就不同，字的大小也就不同。首行字为在50米处的5分视角字的大小，第二行以下分别为25米、18米、12．5米、，10米、8．3米、7．1米、6米、5．5米和5米。记录视力测验的结果有用分数和用小数二种。分数法的分子为测验视力的被检者与视力表的距离，分母为制表时每行字成5分视角时的距离。如被检者在5米处能看见表上第一行大“E”字，即记作5／50；如能看清5米1行的“E”字时，即写作5／5。以小数记录时，5／50即为0．1；5／5即为1．O等。可以说Snellen视力表的原理领悟透彻，其他所有视力检查大同小异，如下图：

3.ETDRS视力表。这款视力表个人比较喜欢哈，因为它的设计几乎满足了所有挑剔的专业人士的所有要求。这种视力表最早用于糖尿病性视网膜病变早期治疗(Eearly Treatment of Diabetic Retinopathy Study, ETDRS)的研究，所以就把它称为ETDRS视力表，开始的设计每行10个字母。1982年Frederick在此基础上做了改动，设计了3张视力表，每张视力表中每一行改为5个Sloan字母（因为26个字母的辨识度不同，1959年Louies Sloan在26个字母中选取10个字母，辨识难易程度接近，称之为Sloan字母）。三张视力表分别测试左眼、右眼、和双眼，以消除受检者对视力表字母的记忆作用。其设计特点包括：a.每一行的字母数相等。b.对数单位的增率恒定。c.字母间距与行距同字母大小成正比。d.各行视标具有相同或相似的可辨识度。e.视力低下时可以变距使用。目前被认为是国际临床研究成人视力的“金标准”。如下图：

以上是目前国际上常用的视力表的设计，原理都是基于检测视标大小在眼睛结点的最小张角（视角）。在视标的使用上除了上文的E和26英文字母之外，还有Landolt C、图形、数字等，但都要遵守5分视角的原则，如下图：



前文多次提到“变距使用”，就是同一个视力表可以在5米距离检测，也可以在2.5米距离检测，这是基于视标设计的增率恒定而且不改变视标大小的的前提下。但投影仪视力表可以在3~6米的距离（具体根据不同投影仪厂家有少量区别）任意摆放，原理却是不一样的，后者是因为投影的视标是角度恒定，在一定范围随着距离变大而等比放大：

这里问大家一个问题：“使用5m的视力表验光出来的度数和使用3米视力表验光出来的度数一样吗？”可能很少有人想过这个问题，大家都买标准的视力表，也在标准的使用距离检测，但结果真的一样吗？理论上说其实不一样的，因为不同距离代表不同调节，5m动用0.2D的调节，3m动用0.33D的调节，也就是说3m视力表测出来的度数会比真实偏正0.33D,比使用5m视力表的结果偏正0.13D。想到这点，就会了解就算投影仪可以在一定距离变换使用，就算有些液晶显示器视力表可以调整视标大小对应任意距离，把视标放在2m左右的地方检测是不被允许的，因为误差有50度哦，如果确实不可避免，就在眼前放一片+0.50D的补偿镜片吧。

目前视力的常用表达方式有：小数记录、分数记录、对数记录和5分记录等，不同的记录方式和视角a的关系是：

根据这个表格，我想再问大家一个问题：如果一个患者的视力从0.1提升到0.2，另外一个患者的视力从0.4提升到0.5，是不是可以说两人的治疗效果接近，或者两人的视觉改善的感受是差不多的？请看下个表格：



0.1是10分视角，0.2是5分视角，提高了5分视角；0.4是2.5分视角，0.5是2.0分视角，提高了0.5分视角，可见视觉清晰度的改善是大大的不同的，也就是说视力从0.1提高到0.2的感觉也要明显优于从0.4到0.5的改善，这点大家能理解吗？这也是为何标准对数视力表会有0.12、0.15视标的原因。
我想给大家解释其中的两种记录方法，第一种是国内常用的5分记录法。将视力分成5个等级，1分为光感，2分为手动，3分相当于50cm指数（即小数制的0.01），4分相当于小数制0.1，5分为标准视力1.0，这种记录方法为中国特有，原理和设计都很严谨，但在国际间的交流使用不多，所以目前临床多用，但科研不常用。第二种是LogMAR视力，LogMAR视力是指最小分辨角的对数视力(Logarithm of Mininal Angle Resolution)。它使用最小分辨视角(MAR)意义在于:①MAR是视力测量的绝对值，②任何视标大小增率的视力表均可以使用，③在不同检测距离视力表中可以直接比较，④可以在远近视力表之间进行视力的直接比较。⑤很容易转换成Snellen视力表的分数值或是小数值。⑥目前国际通用的视力记录方法。LogMAR视力是临床科研中统计平均视力的最佳方法。它现在俨然就是所有视力表达方式的中介桥梁，但在国内临床较少使用，很多医生自己也没见到过，见下图：






完美的视力表最好每行视标数量均等，不要太少，减少猜中的几率，也使拥挤现象平均化一些。比如Snellen视力表采用的是26个英文字母，正确识别一个字母/行的可能性是1/26，错误识别的可能是25/26。如果正确识别两个字母/行的可能性就是（1/26）2=0.0015，错误识别两个字母的可能性是（25/26）2。在每行6个字母中正确识别的2个的概率C62×（1/26）2×(25/26)4=0.0190。在E字视标中，只有四种方向，故每行四个视标连续猜对3个的可能性是（1/4）3＝0.0156连续猜对4个的可能性是（1/4）4=0.0039，国家标准要求辨认出该视标行所有视标的一半以上算通过。ETDRS视力表每行都采用了5个视标，必须答对4个，允许有1个错误。
本文一开始就谈到，视力检查是一项非常主观的检查，会有很多因素影响视力的检查结果。当然，我们讨论的是排除了常见的眼部健康问题比如屈光不正、白内障、眼底病等之外的因素。首先，视力表灯箱亮度或照度。在一定范围内亮度变大视力相对稳定，但超过一定范围，增加亮度，视力反而变差。国家2012年最新标准要求视力表灯箱亮度不低于200cd/m2，如果是投射照明，不低于300lx。第二点，瞳孔大小。根据Rayleigh理论，假设波长不变，瞳孔直径增大会使分辨力提高，但前提是光学系统无像差存在。但实际上由于像差的影响，人眼瞳孔增大到一定程度，视力反而下降。实验证明，在良好的照明条件下，最佳视力时的瞳孔直径为3mm左右。不过，这是指在光适应条件下，如果在暗适应条件下，瞳孔直径增大能增加视网膜照明而使视力得到改善。所以检查房间的照度对视力检查有明显影响。个人建议远视力检测300lx左右（垂直2米上方磨砂日光灯30w，或没有磨砂套管日光灯20w的照度，近视力检查500lx左右（垂直1米左右磨砂日光灯20w下的照度）。第三，对比度。是视标本身颜色深度和视标背景颜色深度的关系，对比度的影响与年龄有关，也和有些疾病早期比如白内障早期、青光眼早期等有关联。视力表灯箱要经常擦拭，定期更换面板及灯管，投影视力表也要定期保养，确保灯泡色温及视标清晰度。第四，拥挤现象。排列紧密的视标相对孤零零一个视标更难辨识，这种由于拥挤的轮廓作用导致的视力下降我们称之为拥挤现象，拥挤现象可发生于所有人的眼睛，不过对于弱视或严重黄斑病变的人群更加明显。所以视力低下或者眼底病变患者使用ETDRS视力表会更准确。对于弱视儿童也可以采用投影单个视标以减少拥挤现象的误差。最后一点，就是心理和精神因素。包括对模糊图像的识别能力，视觉疲劳影响，伪盲及癔病性盲等。大家有没有发现同样100度近视的人，裸眼看出去的视力清晰度会不一样，还有一种说法就是眼镜一戴上去就摘不掉了，这些现象是确实存在的，这就是大脑对模糊图像的处理能力不一样，同样100度近视，有些人可以看到0.8，有些人可能只能看到0.5，有些人有近视但从来不戴眼镜，可能测出来的视力还可以，有些人检查视力之前临时脱掉眼镜，检查出的视力会很差……这些都和大脑的模糊图像识别能力有关，有训练可以提高，有机会再另写文章详述。
以上是我对视力检查的一些理解，如有失当还请各位老师同道及时指正。欢迎广大视光专业同道关注本号或加qq群300437609共同讨论