1.1.3 色视觉检测 - 眼镜验光员(技师)

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1.1.3 色视觉检测

2009-12-07 16:39:24 来源:网络作者:方氏【大中小】浏览:59205次评论:0条

学习目标
完成本单元的学习后，能够掌握色视觉的机理、色视觉的检查方法和色视觉异常的表现和诊断。

知识要求
一、色视觉的机理
1.颜色的概念
(1)色视觉的成因。波长为380~780 nm的电磁波可以被视器所感知，称为可见光。由于波长不同的可见光能够诱发不同的视知觉感受，观察者对于多次出现的同一波长所引起的视知觉进行心理归纳，并与公众的颜色定位进行对比，于是形成了自己的主观色视觉。视光学将对于波长不同的可见光的视觉经验称为色视觉。

(2)颜色的特性

1)颜色的类别。根据对可见光的认识和总结，通常将颜色分为黑白系列和彩色系列，黑白系列采用灰度进行定量，而彩色系列则可以通过色调、色亮度和色饱和度等属性进行定性和定量。

2)颜色的变量

①色调，在可见光谱中，由于波长递变导致视知觉感受发生变化，称为色调变化(见彩图1)。

采用三棱镜可以将白炽光分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种不同波长范围的色调属性，称为光谱色(见表1-4)。

表1-4 可见光谱所分离的单色光

波长(nm)

380~424
424~455
455~492
492~575
575~585
585~647
647~780

颜色
紫
蓝
青
绿
黄
橙
红

人类对于色调变化的感知能力极强，正常成人可辨别近200种不同色调的颜色，其中对可见光谱中间位置的绿色波长段色调变化尤为敏感，对于两端红色和紫色的色调变化相对辨别力较弱。

②色亮度，观察眼对不同的色调感受到的明暗度称为色亮度。根据心理经验，通常认为黄色和绿色最亮，接近白色；红色和蓝色最暗，接近黑色。正常成人可辨别近600种不同色亮度。

③色饱和度。分解白炽光所得的单一波长的单色光色饱和度最高，波长范围越大的混合色色饱和度越低，色饱和度低到一定程度则成为白炽光，正如三棱镜可以将白炽光分解为多种不同色调的单色光，将波长范围扩大到整个可见光，也可以将所有不同色调的单色光还原成白炽光。通常所见到环境景物的反射光大都是低色饱和度的混合色。正常人对每一种光谱色，可辨别4~25种不同的色饱和度。

(3)颜色的混合与拮抗

1)颜色的混合。绝大多数颜色都可以由两种以上的颜色均匀混合形成，能够参与混合形成他种颜色的基本颜色称为原色。经过组合分析，至少需要红、绿、蓝3种原色才能达到混合形成所有光谱色调的目的，因为这三种颜色中任何一种颜色都不能由另外两种颜色混合形成。从颜色的混合经验中可得出如下若干规律。

①补色律。任何一种颜色都有与之相应的补色，这两种颜色按照适当的比例混合后失去彩色，形成白色。如红色与青色、蓝色与橙色、绿色与紫红色均互为补色。

②中色律。任何两种非补色的原色相混合，都会形成介于两种原色波长之间的另一种中色。中色的色调取决于两种原色投入量的配比，中色的饱和度取决于两种原色波长的相差距离，两种原色的波长越接近，中色的饱和度越高(见彩图2)。

2)颜色的拮抗。将红色染料与绿色染料相混合，可获得中色黄色。若通过红色的玻璃去看绿色的目标，目标并没有变成黄色，而是成为无色，这就是颜色的拮抗。

白炽光照射红色的玻璃，只有红色波长的光线能够通过，因此，滤过光线为红色。白炽光照射绿色目标，只有绿色波长的光线能够反射，因此，目标显示绿色。

当红色波长的光线与绿色波长的光线相遇时发生相互吸收，将原有的光能属性抵消为0，故通过红色的玻璃去看绿色的目标，绿色的目标消失。同样，黄色与蓝色能够发生拮抗。

眼底镜采用绿色的无赤光观察眼底，可以使橙红色的视网膜背景变淡，有利于病灶的对比观察。裂隙灯显微镜采用黄色滤光镜观察，可以使钴蓝光投照野颜色变淡，有利于荧光素染色灶的辨别，都是利用了颜色的拮抗原理。

③代色律。两种视觉感受效果相同的中色，可能是由完全不同的原色混合而成的。合成饱和度越低的中色，原色选择的种类越广，替代方案越多。

④色调环。又称为Newton环，由于光谱色两端的色调均接近红色，因此，将光谱色的两端相接，形成由所有光谱色调围成的环。从A色调过环心引一条直线，与环的对侧B色调相交，则A、B两色调即为补色，由于补色等量混合后失去彩色，故色调环中心为白色。从A色调不过环心引一条直线，与邻侧的C色调相交，则线段 AC的中点所在位置的色调即为A、C两色调的中色。若A、C两原色投入的配比不平衡，则中色点色向着投入量大的原色移位，移位后的中色点所在位置的色调称为调配中色。中色点至色调环边缘的距离即为中色的色饱和度。

如彩图3所示，设A原色为红色，自A原色红色过色调环中心引直线，与色调环对侧的B原色青色相交，可知青色为红色的补色。自A原色红色向C原色黄色引一直线，线段AC的中点D所在的色调橙色为A原色红色与C原色黄色的中色。自中色点D向AC引垂线d，则d为中色橙色的饱和度。

2.色视觉的形成机理
(1)三原色学说。三原色学说又称为Young-Helmholtz学说，该学说假设有含有红视素、绿视素、蓝视素三种不同感光色素的视锥细胞，可见光谱中的任何一种颜色投照视网膜，均可诱使红、绿、蓝三种感光色素按照配比水平分解，产生相应色调和饱和度的中色，视神经纤维发出相应颜色的兴奋信号，使中枢获得色视觉感受。
通过眼底反射光线的分光光度分析可知，视网膜的确具备含有蓝视素的S-视锥细胞、含有绿视素的M-视锥细胞和含有红视素的L-视锥细胞。
(2)对立色学说。对立色学说又称Hering学说，该学说假设视锥细胞含有黑白视素、红绿视素、蓝黄视素三对对立感光色素。
对于黑白视素，明亮发生分解，产生白色觉；黑暗发生合成，产生黑色觉。
对于红绿视素，红光发生分解，产生红色觉；绿光发生合成，产生绿色觉。
对于蓝黄视素，黄光发生分解，产生黄色觉；蓝光发生合成，产生蓝色觉。
橙色光线引起红绿视素和蓝黄视素分解，发生橙色视觉；青色引起红绿视素和蓝黄视素合成，发生青色视觉。

3.色视觉的常见规律
(1)亮度效应。色亮度受环境亮度的影响颇大，环境明亮时，波长575 nm的黄色最亮。环境亮度转暗时，则波长507 nm的绿色最亮。环境照度逐渐下降时，最先消失的是红色，在所有光谱色中最后消失的是蓝色。上述现象称为P urkinje现象。
(2)强度效应。波长478 nm的单色光为标准青色光，波长大于478 nm的单色光在加大光强度时，会有变黄的现象；波长小于478 nm的单色光在加大光强度时，会有变蓝的现象。上述现象称为Bezold Brucke效应。
(3)色后像。当持续注视高强度红色后，转而观察白色背景，会发现白色背景发绿；持续注视高强度黄色后，转而观察白色背景，会发现白色背景发蓝，这种现象称为色后像。这是由于对立感光色素分解后，迅速合成时诱发的色幻觉。
(4)色对比。在红色的背景上放一块小白纸，注视白纸数分钟，发现白纸发绿；在黄色的背景上放一块小白纸，注视白纸数分钟，发现白纸发蓝，这种现象称为色对比。这是由于对立感光色素在注视区域分解的同时，诱发其边缘区域迅速合成时诱发的色幻觉。
(5)色视野。由于视锥细胞比较集中于黄斑中心凹，故视野中心区色视觉最为敏感，距黄斑中心凹20°以外，红、绿色视觉敏感性大幅降低；距黄斑中心凹70°以外，黄、蓝色视觉敏感性渐次消失。

二、色视觉异常和检查
1.色视觉异常的机制
丧失或部分丧失辨色能力者称为色视觉异常。
(1)异常三色视者(又称色弱)
1)机制。具备正常的三种视锥细胞，只是其中一种视锥细胞的感光色素性质异常，所敏感光波长偏离正常的光谱位置。例如，红色弱表现为L-视锥细胞所含的红视素向短波方向偏移，故应该对红色敏感的视锥细胞只对橙色敏感；绿色弱表现为M-视锥细胞所含的绿视素向长波方向偏移，故应该对绿色敏感的视锥细胞只对黄色敏感；蓝色弱表现为S-视锥细胞所含的蓝视素向长波方向偏移，故应该对蓝色敏感的视锥细胞只对青色敏感。
2)表现。表现为辨色迟钝和辨色疲劳。辨色迟钝是指在复杂的色环境中表现出辨色延缓。辨色疲劳是指辨色时间过久，显示出色觉异常。色弱者常不能意识到自己的辨色异常，虽然对于同一种颜色的主观感受与正常人相差很远，但是他们已经习惯使用颜色的公众定位方法，例如把橙色称为红色，把黄色称为绿色。
通常情况下，不表现色视觉异常，只有在复杂的色环境下，或辨色时间稍长后，可诱发辨色迟钝或辨色疲劳。

(2)二色视者
1)机制。缺少一种视锥细胞，为锥体细胞光化学物质感色成分分解合成障碍所致，因此，对于红色、绿色和蓝色中的一种颜色不能感受。分为红色盲、绿色盲、蓝色盲。
①红色盲表现为L-视锥细胞缺如，故对红色不敏感。
②绿色盲表现为M-视锥细胞缺如，故对绿色不敏感。
③蓝色盲表现为S-视锥细胞缺如，故对蓝色不敏感。
2)表现。红色盲不能辨别红色和红色的补色青绿色，绿色盲不能辨别绿色和绿色的补色紫红色，蓝色盲不能辨别蓝色和蓝色的补色橙黄色。红色盲和绿色盲均是不能辨别与红色和绿色相近的颜色，很难进行鉴别，故统称为红绿色盲。蓝色盲较为少见。

(3)一色视者(又称全色盲)
1)机制。视杆细胞型全色盲，视锥细胞缺失，或视锥细胞的感光色素缺失。视锥细胞型全色盲，患病率极低，约0.002%，具有数量正常的视锥细胞，但视锥细胞的辨色质量低下，目前机制尚不明确。
2)表现
①锥细胞缺失型。先天性锥体细胞缺失，除辨色力障碍外，同时表现为中心视力极弱、畏光、昼盲，视力下降，弱视，伴强光下眼球震颤。
②锥细胞异常型。锥体细胞光化学感色成分缺失所致，中心视力尚好，但只能感受景物的黑、灰和白色等明暗层次。

2.色盲的遗传规律
男性发病率约5%，女性发病率约0.7%，为遗传性病患。
(1)遗传方式。患病率最高的红色盲、绿色盲和色弱均为X连锁隐性遗传，全色盲系常染色体隐性遗传，蓝色盲系常染色体显性遗传。
(2)性染色体连锁遗传的特点。遗传基因在性染色体X上，男性的性染色体为XY，只有一个染色体X，一旦染色体X受到遗传就必然发病；女性的性染色体为XX，有两个X染色体，只有两个X染色体同时受到遗传时才会发病，若一个X染色体受到遗传，则成为保因杂合子。现将红绿色盲、色弱的遗传方式，性染色体连锁遗传的交叉性遗传特点分析如下(见图1-17)。

1)患病率。男性患病率5%~6%，女性患病率低于1%。
2)母亲决定儿子。母亲是杂合子，儿子50%发病；母亲发病，儿子必然发病。
3)父亲决定女儿。父亲发病，女儿100%是杂合子；父母都发病，女儿必然发病。
4)外公遗传外孙。

色觉异常的检查
(1)假同色图谱。将波长相近的颜色构成图形、数字、曲线等图片。检查距离为40 cm，辨认时间＜5 s，根据不同的图片设计诊断全色盲、红绿色盲或色弱(见彩图4)。

(2)色相排列试验(FM-102色彩试验)。由102个不同颜色的色相子组成，分为6盒，每盒两端有两个固定的参考子，中间可放18只可移动的色相子，要求被检者按色谱渐变的规律来排列色相子。
色相子背面有序号，用于定量分析被检者的排列错误，正常值：总错分值＜113。

技能要求
假同色图谱辨色力检测
[操作准备]
假同色图谱1册，测试对象1人。
[操作步骤]
1.指导测试对象观察假同色图谱，检查距离为40 cm，每一页辨认时间＜5 s。
2.记录辨认错误，根据不同的图片设计判断色觉异常。
[注意事项]
1.应在晴天正常光线下进行检查，避免阳光或灯光照射检查图片。
2.对于辨认正确，但时间延缓者，应追加辨认图片量，提高图片难度。色弱患者在辨色疲劳的情况下，对于颜色明暗的经验可能会发生紊乱，因而发生与色盲相同的辨色异常。

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