Цветовое зрение

Описание

Цветовое зрение — способность воспринимать и дифференцировать цвет, сенсорный ответ на возбуждение колбочек светом с длиной волны 400-700 нм.

Физиологическая основа цветового зрения — поглощение волн различной длины тремя типами колбочек. Характеристики цвета: оттенок, насыщенность и яркость. Оттенок («цвет») определяется длиной волны; насыщенность отражает глубину и чистоту или яркость («сочность») цвета; яркость зависит от интенсивности излучения светового потока.

Нарушения цветового зрения и цветовая слепота могут быть врождёнными и приобретёнными.

Основа вышеупомянутой патологии — потеря или нарушение функции колбочковых пигментов. Потеря колбочек, чувствительных к красному спектру, - протан-дефект, к зелёному — дейтан-дефект, к сине-жёлтому — тритан-дефект.

↑ Классификация нарушений цветового зрения (По Нагелю с поправкой Рабкина)

Нормальная трихромазия (восприятие 3 цветов при наличии 3 типов нормально функционирующих колбочек).

Аномальная трихромазия (восприятие 3 цветов в аномальной пропорции).

• Протаномалия — патологическое восприятие красного цвета:

* незначительное снижение цветовосприятия;
* существенное снижение цветовосприятия;
* снижение цветовосприятия на грани его утраты.

• Дейтераномалия — аномальное восприятие зелёного цвета:

* незначительное снижение цветовосприятия;
* существенное снижение цветовосприятия.
* снижение цветовосприятия на грани утраты;

• Тританомалия — аномальное восприятие синего цвета.

Дихромазия (восприятие 2 цветов из-за отсутствия какого-либо типа колбочек):

* протанопия (отсутствие восприятия красного цвета):
* дейтеранопия (отсутствие восприятия зелёного цвета);
* тританопия (отсутствие восприятия синего цвета).

• Монохромазия (восприятие только одного цвета из-за отсутствия 2 типов колбочек).

• Ахромазия (чёрно-белое восприятие из-за грубой патологии колбочкового аппарата):

* монохроматизм голубых колбочек:
* палочковый монохроматизм (наследование по аутосомно-рецессивному типу).

↑ Цели

Исследование функции колбочек; выявление дефектов цветового зрения.

↑ Показания

• Установление типа врождённого нарушения цветового зрения.

• Выявление носителей патологического гена.

• Обследование лиц молодого возраста при профотборе водителей автомобильного и железнодорожного транспорта, пилотов, шахтёров, работников химической и текстильной промышленности и т.д.

• Определение пригодности к военной службе.

• Выявление дефектов цветового зрения в ранней и дифференциальной диагностике заболеваний сетчатки и зрительного нерва, установление стадии и мониторинг патологического процесса, контроль проводимого лечения.

↑ Противопоказания

Психические болезни и заболевания мозга, сопровождающиеся нарушением внимания, памяти, возбуждённым состоянием больного; ранний детский возраст.

↑ Подготовка

[banner_centerrs] {banner_centerrs} [/banner_centerrs]

Специальной подготовки нет, однако врач должен информировать обследуемого о правилах проведения теста и необходимости концентрации внимания.

↑ Методика

Для оценки функции и дефектов цветового зрения человека используют три типа методов: спектральные, электрофизиологические, метод пигментных таблиц.

Выделяют количественные и качественные тесты для исследования; количественные тесты чувствительны и специфичны.

Аномалоскопы — приборы, действие которых основано на принципе достижения субъективно воспринимаемого равенства цветов путём дозированного составления цветовых смесей. В этих условиях пациент наблюдает излучение в виде световых потоков, а предметом измерения служат их физические характеристики при достижении визуального равенства. При этом заранее рассчитывают, какие цвета будут неразличимы для человека с тем или иным сочетанием типов колбочек.

Определённое сочетание оттенка и яркости стимула при составлении равенства позволяет выявить тот или иной вариант нарушения цветовосприятия. Пара сравниваемых цветов различается по уровню возбуждения одного из типов колбочек, например красного. При их отсутствии пациент (протаноп) неспособен видеть подобные различия. Ось чувствительных к зелёному колбочек лежит вне цветового треугольника, поскольку данный тип на всём протяжении спектра "перекрывается" либо длинноволновыми, либо коротковолновыми (синими) колбочками.

По способности уравнивания полуполя монохроматического жёлтого цвета с полуполем, составленным из смеси чисто красного и зелёного в разных пропорциях, судят о наличии или отсутствии нормальной трихромазии. Последней свойственны строго определённые пропорции смесей (уравнение Релея).

Псевдоизохроматические таблицы. Исследовать нарушения цветоразличения можно с помощью многоцветных тестов, пигментных таблиц, созданных по принципу полихроматичности. К ним относится, например, полихроматические таблицы Штиллинга, Ишихира, Шаафа, Флетчера-Гамблина, Рабкина и др. Таблицы построены по сходному принципу; каждая включает фигуры, цифры или буквы, составленные из элементов (кружков) одного тона, но разной яркости и насыщенности, располагающихся на фоне из сходного сочетания кругов другого цвета. Фигуры, составленные из кружковой мозаики одного тона, но разной яркости, различимы трихроматами, но неразличимы протанопами или дейтеранопами.

Теоретическая основа метода (например, полихроматических таблиц Рабкина) — различное восприятие цветовых тонов в длинноволновой и средневолновой части спектра нормальными трихроматами и дихроматами, а также различие распределения яркости в спектре для разных видов цветового зрения. Для протанопа по сравнению с нормальным трихроматом максимум яркости сдвинут в сторону коротковолновой части спектра (545 нм), а для дейтеранопа — в длинноволновую часть (575 нм). Для дихромата по обе стороны от максимума яркости имеются точки, равные по данному показателю, но не различаемые по цвету; нормальный трихромат же в этих условиях способен узнать тот или иной оттенок.

Точно дифференцировать формы и степень нарушения цветоощущения с помощью пигментных таблиц затруднительно. Более вероятно и надёжно разделение людей с нарушением цветового зрения на «цветосильных» и «цветослабых». Исследование широко распространено, доступно, проводится быстро.

Способ тестирования. Обследование проводят в хорошо освещенной комнате, таблицы предъявляют в вертикальном положении на расстоянии 75 см от глаз. Грамотным обследуемым демонстрируют таблицы 1-17 с изображением букв и цифр, неграмотным — таблицы 18-24 с изображением геометрических фигур. Пациент должен дать ответ в течение 3 с.

Панельные тесты ранжировки цветов. Наибольшее распространение в диагностике приобретённых нарушений цветового зрения получили 15-, 85- и 100-оттеночные тесты Фарнсворта по стандартному «атласу цветов» Мюнселла. 100-оттеночные тесты, основанные на различении цветовых оттенков при последовательном их насыщении, состоят из 15 или 100 (84) цветных фишек (дисков) с поверхностью, на которой последовательно увеличивается уровень оттенка или длина волны цвета. Различие в оттенках между близко стоящими друг к другу смежными цветами составляет 1-4 нм. Пациент за 2 мин должен расставить фишки в порядке усиления оттенка и увеличения длины волны от розового через оранжевый к жёлтому; от жёлтого к зелено-голубому; от зелёно-голубого к сине-пурпурному; от синего через красно-пурпурный к розовому. При этом формируется замкнутый цветовой круг.

В последние годы тест был значительно упрощён Дж. Д. Моллоном. В предложенном им наборе имеются красные, зелёные и синие фишки, различающиеся не только по цвету, но и но его насыщенности. Перемешанные в беспорядке фишки обследуемый должен разобрать по цветам и ранжировать по насыщенности. В качестве эталона ему предлагают установленный в требуемом порядке набор из серых фишек.

↑ Интерпретация

Оценка результатов теста по таблицам Ишихара. 13 правильных ответов свидетельствуют о нормальном цветовом зрении; 9 — о нарушенном цветовом зрении; при чтении только 12-й таблицы диагностируется полное отсутствие цветового зрения; неправильное чтение первых 7 таблиц (кроме 12-й) и неспособность читать остальные указывают на наличие дефицита в восприятии красно-зелёной части спектра; если пациент читает цифру «26» как «6» и «42» как «2», то говорят о протан-дефекте; при чтении «26» как «2» и «42» как «4» — о дейтан-дефекте.

Оценка результатов теста по таблицам Рабкина. Таблицы III, IV, XI, XIII, XVI, XVII - XXII, XXVII неправильно или совсем не различаются дихроматами. Форма аномальной трихромазии, протаномалия и дейтераномалия дифференцируются по таблицам VII, IX, XI - XVIII, XXI. Например, в таблице IX дейтераномалы различают цифру 9 (состоит из оттенков зелёного), протаномалы - цифру 6 или 8, в таблице XII дейтераномалы в отличие от протаномалов различают цифру 12 (состоит из оттенков красного цвета разной яркости).

Случаи, когда совокупность ответов исследуемого не соответствует приведённой в руководстве схеме и количество правильно прочитанных таблиц больше, чем предусмотрено для протанопов и дейтеранопов, могут быть отнесены к аномальной трихромазии. В последующем при продолжении исследования возможно определение степени её выраженности.

В 15-оттеночном тесте Фарнсворта позиции перепутанных местами фишек быстро становятся заметными, так как соединяющие их прямые линии не очерчивают, а пересекают тестовый круг.

При обработке результатов каждая фишка характеризуется суммой разностей её номера с номерами двух соседних. Если последовательность установлена правильно, сумма разностей номеров составляет 2 (нулевая отметка). При ошибочной установке сумма всегда будет превышать 2; чем выше искомый показатель, тем тяжелее дефект цветоразличения в направлении соответствующих изохром (в зависимости от этого определяется тип нарушения). Суммарная разница с учетом всех меридианов свидетельствует о степени нарушения цветоразличения. Например, при выраженном дефекте восприятия синего цвета на схеме отчётливо видна полярность нарушений в двух диаметрально противоположных направлениях от центра.

↑ Операционные характеристики

Аномалоскоп предназначен для выявления аномальной трихромазии, исследования врождённых нарушений восприятия красно-зелёных цветов. Прибор позволяет диагностировать крайние степени дихромазии (протанопию и дейтеранопию), когда обследуемый приравнивает к жёлтому чисто красный или чисто зеленый цвета, меняя лишь яркость жёлтого полуполя, а также умеренные нарушения, заключающиеся в необычно широкой зоне, в пределах которой смешения красного с зелёным дают жёлтый цвет (протаномалия и дейтераномалия). Также возможно измерение в условных единицах порогов цветоразличения как в норме, так и при патологии, когда пороги цветоразличения измеряются отдельно вдоль каждой из осей.

Полихроматические таблицы чувствительны и специфичны, используются для выявления врождённых дефектов цветового зрения и дифференцировки их от нормальной трихромазии. Таблицы позволяют отличить дихроматы от аномальных трихроматов; кроме того, с помощью их можно уточнить форму установленного нарушения цветового зрения (протанопия, дейтеранопия, протаномалия, дейтераномалия), степень его выраженности (А, В, С) и выявить приобретённые нарушения восприятия жёлтого и синего цветов (тританопические дефекты).

Панельные тесты ранжировки цветов точны и очень чувствительны.

100-оттеночный тест Фарнсворта-Мюнселла получил наибольшее распространение в диагностике приобретённых нарушений цветового зрения для выявления начальных изменений, в том числе при патологии сетчатки и зрительного нерва. Тестирование занимает много времени, метод трудоёмкий для врача и утомительный для пациента.

Панель Д-15 15-оттеночного теста Фарнсворга в усложнённом варианте с менее насыщенными цветами применяется при профессиональном отборе.

↑ Факторы, влияющие на результат

На скорость выполнения теста и его результаты могут влиять состояние пациента, его внимание, тренированность, степень утомления, уровень грамотности, интеллекта, освещённость панельных тестов, таблиц и помещения, в котором проводится исследование, возраст больного, наличие помутнения оптических сред, полиграфическое качество пигментных полихроматических таблиц.

↑ Альтернативные методы

15-панельный тест Фарнсворта (качественный) состоит из 15 цветных паттернов, располагающихся в определённой последовательности. Он менее чувствительный по сравнению со 100-оттеночным, но более быстрый и удобный для скрининговых исследований. Цветовая палитра поверхности фишек (паттернов) более насыщена, чем в 100-оттеночном тесте. Ошибки можно быстро наносить на простую круговую диаграмму, позволяющую выявлять характер нарушения цветового зрения. Данный метод широко используют в практике.

Прочие версии теста с менее насыщенными цветами используют для выявления труднораспознаваемых нарушений цветового зрения. Возможно различение врождённых и приобретённых дефектов: при первых происходит точный выбор протан- или дейтан- цветовых паттернов, при последних расстановка нерегулярна либо ошибочна. При тритан-дефекте ошибки выявляют сразу.

Пороговые таблицы Юстовой и соавт. В их основу был положен тот же пороговый принцип оценки цветослабости и дихромазии, что и в аномалоскопе Раутиана. Разница заключается лишь в том, что пороговые различия между сравниваемыми цветами в аномалоскопе улавливаются плавно, а в таблицах - дискретно. Физиологическая система цветовых координат («красный-зелёный-синий») - основа методики априорного подбора цветов, не различаемых дихроматами. Степень сложности различения пар цветов, отобранных для тестирования, измерялась количеством порогов для сильного нормального трихромата, что было установлено в экспериментах на колориметрической вертушке Максвелла. В набор включено 12 таблиц: по 4 для исследования функции красного и зелёного типов колбочек, 3 - для синего и 1 — контрольная, служащая для исключения симуляции. Таким образом, предусмотрена трёхступенчатая оценка цветослабости каждого типа колбочек, а для красного и зелёного — тест на цветослепоту.

Полихроматические таблицы могут быть представлены также компьютерными вариантами, мониторными тестами, имеющими важную диагностическую ценность при определении профессиональной пригодности для работы на транспорте и т.д.

Хроматическая периметрия используется нейроофтальмологами для выявления нарушений цветового зрения в ранней диагностике заболеваний зрительного нерва и центральных зрительных путей. При патологическом процессе первые изменения наблюдают при использовании красных или зелёных объектов. Демонстрация синих стимулов на жёлтом фоне при проведении статической хроматической периметрии используется в ранней диагностике глаукоматозной оптической нейропатии (периметр Хамфри и др.).

Электроретинография (ЭРГ) отражает функциональное состояние палочковой системы на всех её уровнях, от фоторецепторов до ганглиозных клеток. Методика основана на принципе выделения преобладающей функции красных, зелёных либо синих палочек, ЭРГ разделяют на общую (хроматическую) и локальную (макулярную). Паттерн-ЭРГ на красно-зелёный реверсивный шахматный паттерн характеризует функцию макулярной области и ганглиозных клеток.

↑ Дополнительные сведения

Для оценки приобретённых нарушений цветового зрения в ранней диагностике заболеваний сетчатки и зрительного нерва используют топографическое картирование цветоощущения (цветовая статическая кампиметрия), основанное на методе многомерного шкалирования и оценке субъективных различий по времени сенсомоторной реакции при сравнении уравненных по яркости цветов стимула и фона. При этом время сенсомоторной реакции обратно пропорционально степени субъективного цветового различения. Исследование функции контрастирования и цветоощущения в каждой исследуемой точке центрального поля зрения осуществляется при использовании ахроматических и цветных стимулов разного цвета, насыщенности и яркости, которые могут быть уравнены по яркости с фоном, а также светлее и темнее его (ахромахического или оппонентного к цвету стимула). Метод цветовой статической кампиметрии позволяет исследовать функциональное состояние on-off-каналов колбочковой системы сетчатки, топографию контрастной и цветовой чувствительности зрительной системы.

В зависимости от задач исследования и сохранности зрительных функций используются разные схемы исследования цветоощущения, включающие использование различных по длине волны, насыщенности и яркости стимулов, предъявляемых на ахроматическом или оппонентном фоне.

---

Статья из книги: Офтальмология. Национальное руководство | Аветисов С.Э.