電磁波譜中的可見光是人眼可感知的部分,因可見光中有著各種波長的光經由稜鏡分光後,波長不同的光線會因出射角的不同而發生色散現象,投映出連續或不連續的彩色光帶(紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫)。因不同波長的光有不同的折射率,便會產生色散現象,這種現象稱為色像(chromatic aberration)而不同顏色光線的成像位置各不相同,短波長光的焦點較長波長光的焦點近,各波長光的縱向成像距離的差異,就稱為縱向色像差(Longitudinal chromatic aberration , LCA)

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Mc’為紅光的像點,MF’為藍光的像點,因藍光的波長較紅光的波長短,故藍光的聚焦點較紅光的聚焦點近,而Mc’MF’之間的距離就稱為縱向色像差(LCA)

有實驗研究發現鳥類和魚類,在紅色光環境中會產生相對性近視,在藍色光環境中會產生相對性遠視,長波長光線環境中生長的幼年豚鼠玻璃腔長度明顯大於對照組。以上研究均說明LCA參與了調節的控制,且可能影響視覺系統的發育。

目的(PURPOSE)

研究近距離顯示終端(visual display terminal , VDT)閱讀條件下,正視兒童對不同顏色文字和背景組合顯示時的調節反應,檢測在閱讀漢字短文時的調節反應(accommodation response , AR)及模擬LCA後的調節狀態,探討顯示終端不同波長光線顯示時對視覺系統AR的影響作用。

實驗材料與方法(Materials and Methods)

受測者(Subjects)

經過裸眼視力、色覺檢查、電腦驗光檢查後,篩選出14名正視兒童(6名、女8),平均年齡(10.1±2.1)(7~14周歲),裸眼視力≧1.0-0.50 D<等效球面度數≦+0.75 D、屈光參差≦1.00D、散光≦1.00D,且排除伴有其他眼科疾病者。

視標(Target)

背景顏色對比組合: 黑字/白底、白字/紅底、白字/綠底、白字/藍底

字體顏色對比組合: 黑字/白底、紅字/白底、綠字/白底、藍字/白底

顯示內容為科普故事(一般大眾普及科學技術知識)200(共四篇),其字體為宋體3號字,每次顯示3個字,其顯示速度為60/min,注視距離為50cm,而室內環境照度< 5lx

所有受測者均檢查右眼,檢測時正對受測者右眼,左眼處於開放狀態。

測驗流程(Testing Procedure)

  1. 在暗環境中適應3分鐘,告知受測者即將進行的實驗步驟。
  2. Shinnippon NK-5001R 紅外線自動電腦驗光儀檢測受測者注視距離50cm處的調節反應。
  3. 顯示字體和背景顏色組合為黑字/白底、白字/紅底、白字/綠底、白字/藍底、紅字/白底、綠字/白底、藍字/白底共7種,文字採取動態形式呈現且隨機按順序檢查。
  4. 測試每次3min,用Shinnippon SRW-5100K20秒自動檢測一次右眼屈光狀態及瞳孔直徑,共10(每次測試5下,取平均值,檢測精度0.01 D)
  5. 為了防止視覺疲勞,每次檢測後休息3分鐘繼續測試。
  6. 在第四篇文字檢測前休息半小時,暗適應3分鐘後繼續檢測。
  7. 測試完畢後用美多麗眼液(散瞳劑)散瞳,每5分鐘一次,共3次。
  8. 45分鐘後用Topcon RM-8800 電腦驗光儀檢測雙眼散瞳後的屈光度。

測量數據(Measurement)

主要參數有調節反應(Accommodation Response , AR)調節滯後(Lag of Accommodation , LA)矯正調節滯後(Corrected Lag of Accommodation ,CLA)

而矯正調節滯後(CLA)的計算公式為:CLA=1/d+R1+LCA,其中d為閱讀距離,R1為電腦驗光值。根據Mandelman等人對人類模型眼LCA的模擬曲線圖表,獲得三種波長條件下的LCA值:紅色0.19 D、綠色-0.47 D、藍色-1.09 D。本實驗假定兒童眼等同於模型眼(7~14歲兒童的眼軸與成人接近)。用SPSS16.0軟體進行統計學分析。

實驗結果(Result)

項目

調節反應

調節滯後

矯正調節滯後

平均值

(1.19±0.31)D

(0.81±0.31)D

(0.42±0.58)D

七種顏色組合的調節反應值、調節滯後值差異無統計上意義。

背景顏色對比組合:

指標

黑字/白底

白字/紅底

白字/綠底

白字/藍底

調節反應值

1.23±0.21

1.21±0.26

1.18±0.23

1.17±0.25

調節滯後值

077±0.21

0.79±0.26

0.82±0.23

0.83±0.25

矯正調節滯後值

0.77±0.21

0.98±0.26

0.34±0.23

-0.26±0.25

字體顏色對比組合:

指標

黑字/白底

紅字/白底

綠字/白底

藍字/白底

調節反應值

1.23±0.21

1.24±0.27

1.22±0.28

1.14±0.26

調節滯後值

077±0.21

0.76±0.27

0.78±0.28

0.86±0.26

矯正調節滯後值

0.77±0.21

0.96±0.27

0.30±0.28

-0.23±0.26

背景顏色和字體顏色組合的矯正調節滯後值差異均有統計上意義(P<0.01)

討論(Discussion)

本實驗對正視兒童看近(50cm)條件下的調節反應進行研究,刺激視標為不同顏色字體/背景顏色組合,文字以一定的速度動態顯現,每段檢測設置為3分鐘的目的是以最大限度避免調節波動對檢測結果的影響,模擬兒童正常顯示終端閱讀行為的同時避免視覺疲勞現象。以上的研究結果顯示在不考慮LCA條件下,紅、綠、藍之間調節反應及調節滯後平均值均無統計上意義。沒有產生的原因可能與窄光譜或單色光的光線調節刺激不敏感有關;也有可能與動態刺激及視標顏色與背景顏色亮度接近時引起調節反應能力弱有關。

從研究結果可以發現矯正調節滯後值隨波長變短有逐漸降低的趨勢(紅色光的值較大,綠、藍光較小),可能的原因是LCA可引起調節系統向各色光聚焦的方向調節,綠、藍光聚焦所需的調節量小於紅光,而視覺系統偏好使用較小的調節量來滿足視覺需求,因此對調節需求大的紅光產生的調節雖然較綠、藍光大,但遠不能代償LCA導致其矯正調節滯後值(真實的調節滯後量)明顯大於短波長光線。這和Atchison等研究發現近距離工作時調節傾向於朝藍光方向聚焦(藍光所需調節量較小),這與本實驗的結果一致,這意味著紅光因為調節需求大,其調節滯後量較大,而綠、藍光則相對較小。

有學者提出假設,人眼在看遠物時通常將長波長的紅色光匯聚於視網膜平面,而LCA的存在會把比紅色光波長要短的波長聚焦於視網膜前面,形成相對性近視性離焦。看近物時通常將短波長的藍色光線會聚於視網膜,而波長比其長的長波長光線聚焦於視網膜後,形成相對性遠視性離焦,而視網膜為了要平衡聚焦點就會自動增長眼球,久而久之近視度數就加深。長波長光引起的遠視性離焦可能會導致青少年近視的發生和發展。而短波長光線背景下進行近距離工作,可避免遠視性離焦,可能更有益於視覺系統正常發育。

結論(Conclusion)

本研究結果顯示在模擬LCA時,正視兒童在正常顯示終端閱讀條件下,在長波長光條件下,調節狀態表現為明顯的調節滯後;反之,在藍光條件下,表現為少量的調節超前。

心得

讀完這篇報告,讓我了解長波長光會讓調節不足,而藍光則會導致調節過度(緊張),在近距離工作我們傾向於藍光聚焦,這樣就會導致遠視性離焦而造成近視度數的增加。所以為了防止向藍光聚焦,我們會使用綠色的背景來做近距離工作,一方面預防近視度數增加,另一方面也可以防止藍光進入到視網膜,對視網膜造成傷害。我們在日常生活中除了要預防紫外線,更要小心可見光的傷害,尤其是在近距離工作或閱讀時更要注意。

本篇報告為實習生Lynn於怡碩視光眼科實習期間研讀朱曉偉等人的論文後所做的報告。指導老師為吳怡璁博士。

 

參考文獻:

510060廣州,中山大學中山眼科中心眼科學國家重點實驗室(朱曉偉.藍衛忠.王冬梅.趙峰.楊智寬,朱曉偉為研究生,現在中山市人民醫院工作)深圳,TCL集團工業研究院 DOI:10.3760/cma.j.issn.1674-845X.2011.06.013

 

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