色觉异常的检查方法及治疗综述

2021-09-09欧莉刘飞

中国眼镜科技杂志 2021年9期

文欧莉刘飞

人眼辨别颜色的能力称为色觉，即视网膜对不同波长光的感受特性，在一般自然光线下分辨各种不同颜色的能力。色觉是视功能的重要组成部分，色觉异常指的是一种无法正确辨识部分或全部颜色的疾病，按辨色能力的强弱不同，分为色盲和色弱，色盲又分为全色盲和部分色盲（红绿色盲、蓝黄色盲等），色弱分为全色弱和部分色弱（红绿色弱、蓝黄色弱等）。全球大约有2亿人存在色觉异常，其中男性占5%～8%，女性占比为0.5%～1%[1]。在现实生活中，诸如美术彩印、医疗行业、化工生产及交通、航空领域等需要从业人员有较好的色觉辨认能力[2]，因此，对于色觉缺陷者来说具有局限性，此外，部分罕见的先天色觉缺陷还可能导致更严重的眼部视觉疾病。在上述所提职业中，色觉异常对医生的影响比较大，有报告称有色觉缺陷的医生容易误诊或漏诊临床症状（如皮疹、黄疸、眼底镜检查中混淆血液和色素、误解组织病理学染色等）[3]。有研究表明色觉缺陷还是影响学生学习成绩的因素之一，因为色觉缺陷妨碍了学生学习时获得颜色相关信息的能力，而这一因素往往被忽视。据数据报告显示，在有学习障碍的学生中约13.25%存在色觉缺陷，而在学习正常的学生中，这一比例仅为5.04%[4]。一些眼部疾病也会表现出色觉异常，如青光眼早期，视神经病变会表现出色觉异常，一些药物出现副作用也会表现为色觉异常，所以，色觉检查也应用于疾病的辅助诊断和药物副作用的监测[5]。鉴于色觉检查的重要性及色觉异常人数多，社会需要科学、准确、快速、高效的色觉检查方法，因而色觉异常的定性、定量检查方法也一直为研究者所热衷。

1 色觉异常检查方法

1.1 色盲检查图法

目前，先天性色觉缺陷的诊断依靠基于假同色原理的色觉检查图（色盲本），比如日本的石原忍（Ishilara）色盲检查表及我国的中招体检中主要应用的《俞自平色盲检查图》。这种检查的操作方法要求被检查者说出所看图片中的数字、图案等，依据的是所选取图片的亮度、色调等。由于该种检查方法方便携带，检查方法易于被检查者理解等优点，所以在临床上被广泛应用，常运用于色盲或色弱的筛查[6]。但是基于假同色原理的色盲检查表只能进行定性检查，不能定量检查，并且部分检查图片存在争议，加之色盲检查图色彩容易老化、色盲与色弱难以界定、检查的随机性强，有的检查结果相互矛盾[7]。因此，该检查方法难以应用于要求严格的科学研究或其他色觉检查。

1.2 色相排列检测

色相排列检测方法要求受试者将一系列颜色的样品按照颜色色调的顺序排列，从而反映出受试者在颜色区域的色调辨别缺陷。色相排列检测主要包括Farnsworth munsel（FM）-100hue色相测验法和Farnsworth panelD-15色性检测法。Farnsworth munsel（FM）-100hue色相测验法也称为孟塞尔色相检测法，该检测方法发明者是美国心理学家Farnsworth（1949）根据呈色原理进行设计的，该设计方法是由85个明度、饱和度相同及色调呈现出逐渐变化的色棋组成，可以对色觉进行定量检查分析，准确度较高[8]。在该检测方法中“20”作为判断辨色力优秀与一般及差的分界线，“100”是判断辨色力差与一般及优秀的分界线[9]。但这种检测方法用时长，需要经过培训的专业人员进行检查，因此临床上无法进行大规模推广，目前多应用于实验室对色觉的研究及航空航天人员的色觉检查。杨新宇[10]、赵瑞华[11]等研究者用人工FM-100Hue检测法对飞行学员训练前后的色觉能力进行评估发现，此种测试结果在训练前后存在差异，且测试花费时间长、计算结果易出现误差。Farnsworth panelD-15色性检测法是由二组各15个色相子组成，记录其排列顺序，按图表要求记录后画出曲线，以判断色觉异常。Thiadens[12]等研究者采用Farnsworth panelD-15评价视锥细胞的异常，结果显示准确性和敏感性都极高。我国的研究人员研发出基于计算机的FM-100Hue检测系统（CBFM检查法），该检测系统是基于Windows的操作软件和评分软件，根据MFM原理设计而成，通过模拟MFM的测试环境从而能够达到计算机自动计分并绘制结果的一种测试方法。该方法是对人工FM-100Hue检测系统的改良，主要应用于航空航天系统人员的色觉检查，可量化分析检测者的辨色能力。张银娟[13]等研究者对符合标准的150名航空人员利用MFM检测法和CBFM检测法进行对比研究发现，在对色觉进行定量的检查中，MFM检测法和CBFM检测法结果基本一致，但CBFM检测法的检查效率更高，是一种经济、高效、可靠的检测方法。CBFM检测法有利于对航天人员的色觉能力进行定量判断。

1.3 色盲镜

色盲镜利用的是色光辨别，利用特殊的颜色匹配从而判断出色觉缺陷的类型。观察者从色盲镜中看到两个视野，一个视野是一定波长的色光仅有亮度变化，另一个视野是两色的混合，其亮度是可变的。混合两种颜色可以使之与一定波长的光色调相等，依据受试者要求的两色成分，再与正常人对比，即可确定色觉是正常或异常[14]。与色盲检查图、色相排列检测等静态的检查相比，色盲镜是动态的检查，其在色调、饱和度及亮度方面更为稳定。色盲镜对色觉异常的辨别准确度更高，而且可以准确测定辨色能力的强弱。临床上应用的色盲镜有NagelI与Ralyeigh相匹配，用红色光（670nm）与绿色光（535nm）去匹配黄色光（589nm），被认为是诊断先天性红绿色觉异常的金标准[15]。NagelII色盲镜用来检测蓝色光的异常，用的是蓝光（470nm）与绿光（517nm）匹配蓝绿光（480nm）。根据匹配方式的不同，临床上还有各种类型的色盲镜。目前色盲镜是公认的准确色觉检查方式[16]。

其他的色觉检查方法还有彩色绒线团挑选法，即在一堆混有各种色彩的绒线团里，以某种颜色为要求让被检查者从中挑选相似的颜色，如不能选出相似的颜色即为色觉异常。

2 色觉异常的治疗

检查手段的缺乏，尤其是简易可推广的定量检查手段的缺乏是先天性色觉缺陷诊断和治疗的主要难题。先天性色觉缺陷尚无有效的治疗手段，后天性的色觉异常则主要是治疗原发病。除了原发病的治疗外，目前针对色觉异常的治疗方法包括以下几种。

2.1 教育训练法

早期，科学家试图通过教育来帮助有色觉缺陷的人，即训练他们正常的辨色能力，在19世纪末20世纪初，对某些被认为是“颜色无知”或“颜色愚蠢”的人进行了颜色命名的“训练”。因为当时的观点是有色觉缺陷的人没有正确地学习（或从未被教导）正确的颜色名称。这样的观念在今天已经很少有人支持了。

2.2 有色眼镜

目前“矫正”色觉缺陷主要使用有色眼镜或隐形眼镜。色盲眼镜的原理是根据补色拮抗，在镜片上进行特殊镀膜，可以把射入眼睛过多的那种光通过镜片反射掉，把进入眼睛太弱的光加强，从而使进入人眼的三基色比例趋向正常，最终达到正确辨色的目的。一般情况下，这种镜片是单目佩戴的。一部分色觉缺陷的人发现他们的色觉在主观上是可以通过有色镜片改善的，并且有许多方法可以使这种滤光片起作用[17]。此外，有基于实验室证据，单眼滤光片可以改善颜色分辨力[18]。但是单眼有色滤光片并不能使色觉“正常化”。虽然不是对所有的色觉缺陷的人有效，但是科学家发现有色眼镜可以扩大人类可见光谱的范围。戴祖优[19]等研究发现色盲隐形眼镜对红绿色盲及色弱患者的治疗是有效和安全的，同时还发现色盲程度越严重，色盲隐形眼镜可以提高的辨识率越高。2AI实验室的研究人员开发的O2Amp人工智能眼镜，可以改善部分使用者对红/绿颜色的辨别能力，这种镜片的开发目的是为了增强医务人员对静脉的感知，提高他们评估血液生理学的能力[20]。

2.3 基因治疗

在理论上，先天性色觉缺陷可以接受基因治疗。Alexander等人研究了腺相关病毒作为转染载体在杆状单色小鼠模型中的应用。几乎所有接受治疗的动物在电生理和行为上都观察到锥体功能的恢复。目前尚不清楚的是为了改善人类的视力需要在哪个发育阶段进行治疗，因为光杆的单色性已经被证明会导致视网膜内部结构的改变和视觉皮层的重组[21]。这些变化很可能单独对视觉功能产生影响——即使可以通过病毒载体成功地靶向治疗色盲基因的椎体光感受器，但视力也不可能恢复正常。Mancuso等人最近的一项研究已经调查了红绿色觉缺陷在一个前视动物模型中的改善情况。他们训练成年雄性松鼠猴（一种只有一个X染色体编码的光色素基因的物种）来识别嵌入在灰色背景中的色块。将一个表达绿色色素的腺病毒与一个与光调节基因相关的两个腺病毒载体一起转染。他们的结果表明，红色视锥细胞光色素在一个视锥细胞亚群中表达。此外，他们发现经治疗的动物红绿颜色辨别能力明显改善。以前人们认为这种疗法在成年动物身上可能会失败，因为其他形式的视觉剥夺如果在神经发育的“关键”时期不加以解决，就会导致不可逆转的视觉功能丧失[22]。

尽管基因治疗展现了一定的前景，但是目前尚处在实验室研究阶段，并且基因治疗的伦理问题一直没有获得解决，尤其是在那些具有二色视和异常三色视的人身上，是一个值得商榷的问题。

2.4 计算机模拟方案

移动电话使用增强现实技术通过摄像头的感知指导校正滤波器，以调整颜色以匹配标准视觉，甚至高亮显示用户指定的颜色范围[23]。在谷歌商城里，有大量应用帮助色觉缺陷的人感知颜色，比如使用手机摄像头对准某个颜色，应用会自动分析颜色的类型，甚至还有RGB颜色和十六进制颜色类型分析。苹果、三星、微软等都在自己的硬件产品中加入了帮助颜色缺陷的人提高颜色识别能力的功能。硬件产品可以通过应用提高色觉缺陷的人提高颜色识别能力，但是应用范围有限，用户获取环境中，色觉相关信息能力仍然没有得到改善。在网络设计中推广的W3C标准中已经要求在网络设计中避免因为颜色识别能力差异，引起读者接受不完整甚至错误的信息。