視覺(jué)的空間和時(shí)間分辨

關(guān)于視覺(jué)的空間和時(shí)間分辨第1頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六掌握視角的概念和視力的分類影響視力的因素及影響對(duì)比敏感度的生理因素對(duì)比敏感度相關(guān)概念第2頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六第一節(jié)視覺(jué)的空間分辨一、視角和視力視角：表示從物體的兩端點(diǎn)各引直線到眼節(jié)點(diǎn)的夾角。視角大小直接關(guān)系視網(wǎng)膜像的大小。最小視角是指人眼能分辨物體兩點(diǎn)間的最小距離對(duì)應(yīng)的視角。最小視角的倒數(shù)是視力，被檢者能分辨的視角越小，其視力越好。第3頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六正常眼的視力是1.0，分辨力是1′視角，相當(dāng)于視網(wǎng)膜上4.96um的距離。通常視力以Snellen分?jǐn)?shù)表示，即V=d/D，公式中d是視標(biāo)與被檢者的距離，通常檢查距離為5m、6m或20呎；D為設(shè)計(jì)距離，即不同大小的視標(biāo)其最小分辨細(xì)節(jié)的視角為1′時(shí)所對(duì)應(yīng)的距離。第4頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六（一）廣泛視力分類1.最小可見(jiàn)力：指發(fā)現(xiàn)最小單個(gè)目標(biāo)存在的能力。通過(guò)改變目標(biāo)的大小，可以測(cè)量最小可見(jiàn)力。2.最小分辨力或視力：又稱視銳度，指分辨出兩點(diǎn)或兩條線的能力。點(diǎn)或線在視網(wǎng)膜像的光能分布呈點(diǎn)擴(kuò)散或線擴(kuò)散函數(shù)，當(dāng)兩點(diǎn)或兩線很靠近時(shí)，兩個(gè)分布函數(shù)重疊形成一個(gè)大點(diǎn)和一條粗線，而不能被分辨開。3.最小空間可辨力或超變力：有些空間差異，其視角低于常規(guī)視力閾值也能分辨，稱為最小空間可辨力或超視力，例如游標(biāo)視力和立體視覺(jué)。第5頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六（二）常用視力表有遠(yuǎn)、近兩種，均依據(jù)視角大小來(lái)設(shè)計(jì)。

1.Snellen視力表

2.國(guó)際視力表

3.標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)視力表

4.新型E型視力表

5.圖形視力表

6.近視力表第6頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六（三）影響視力的主要因素1.屈光狀態(tài)2.瞳孔大小3.屈光間質(zhì)4.照明光強(qiáng)度5.受檢的視網(wǎng)膜部位6.目標(biāo)運(yùn)動(dòng)和眼的運(yùn)動(dòng)7.年齡第7頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六二、對(duì)比敏感度在日常生活中，人眼不但需要分辨邊界清晰、高對(duì)比度的物體，也需要分辨邊界模糊的多種對(duì)比度物體。前一種分辨能力對(duì)應(yīng)于臨床上通用的視力檢查，常用高對(duì)比度的方波視標(biāo)（如Snellen視標(biāo)）來(lái)檢測(cè)；后一種分辨能力成為對(duì)比敏感度（contrastsensitivity,CS），常用不同對(duì)比度正弦光柵視標(biāo)來(lái)檢測(cè)。第8頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六（一）對(duì)比敏感度1.對(duì)比度：指視標(biāo)與背景之間的光強(qiáng)度對(duì)比，本節(jié)討論的對(duì)比度是指一定空間上的對(duì)比度，嚴(yán)格地講是空間調(diào)制對(duì)比度，用公式表示：C=(Lmax-Lmin)/(Lmax+Lmin)公式中，C=空間調(diào)制對(duì)比度，Lmax=空間上最高光強(qiáng)度，Lmin=空間上最低光強(qiáng)度。空間調(diào)制對(duì)比度等于光柵的最高光強(qiáng)度與最低光強(qiáng)度的差值和最高光強(qiáng)度與最低光強(qiáng)度之和的比值。視標(biāo)的空間對(duì)比度越大，越容易被視覺(jué)系統(tǒng)識(shí)別。第9頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六2.空間頻率：指單位空間上黑白光柵的周期數(shù)。通常用1°視角內(nèi)黑白光柵的周期數(shù)來(lái)表示，周期數(shù)越多，條柵越密集，空間頻率越高。3.對(duì)比敏感閾值：指一定空間頻率上，分辨光柵的最低對(duì)比度。如在識(shí)別一個(gè)固定頻率的條柵時(shí)，當(dāng)條柵對(duì)比度很低時(shí)，對(duì)被檢者而言像是一個(gè)灰面，逐漸增高條柵的對(duì)比度，當(dāng)被檢者剛剛能發(fā)現(xiàn)條柵存在時(shí)，所對(duì)應(yīng)的條柵對(duì)比度即為該空間頻率下的對(duì)比敏感度閾值。對(duì)于每種空間頻率的條柵，被檢者均有與之對(duì)應(yīng)的對(duì)比敏感度閾值。第10頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六4.對(duì)比敏感度：指對(duì)比敏感閾值的倒數(shù)，被檢者的空間視覺(jué)閾值越低，敏感度越高，越容易分辨低對(duì)比度的光柵，反之亦然。5.對(duì)比敏感度函數(shù)：是對(duì)比敏感度和空間頻率之間的函數(shù)，以空間頻率為橫坐標(biāo)，對(duì)比敏感度為縱坐標(biāo)就可以表示為一條對(duì)比敏感度曲線。嚴(yán)格來(lái)講是空間對(duì)比敏感度函數(shù)。第11頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六（二）對(duì)比敏感度曲線對(duì)于一個(gè)被檢者，每種空間頻率的條柵，即有與之相對(duì)應(yīng)的對(duì)比敏感度閾值；因此，多種空間頻率的條柵就會(huì)存在與之對(duì)應(yīng)的多個(gè)對(duì)比敏感度閾值。以不同的空間頻率為坐標(biāo)，可以得到對(duì)比敏感度曲線。該曲線呈鐘形，在3-5周/度的頻率時(shí)，對(duì)比敏感度最高，為曲線的峰值，最能識(shí)別低對(duì)比度的條柵。在高頻段，曲線急劇下降，提示對(duì)高空間頻率的辨認(rèn)需要較高的對(duì)比度。原因可能是眼的光學(xué)系統(tǒng)同所有光學(xué)系統(tǒng)一樣，具有高頻截止現(xiàn)象，對(duì)高頻段的通過(guò)率下降。高頻段與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)與常用視力表所測(cè)得的視力有一定的相關(guān)性，截止頻率越大，意味著細(xì)節(jié)分辨能力越強(qiáng)。第12頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六（三）影響對(duì)比敏感度曲線的生理因素1.年齡兒童的CSF值比成人低，青年人的CSF值較高，20-30歲最高，在視覺(jué)系統(tǒng)發(fā)育完全后，CSF曲線隨著年齡的增長(zhǎng)而有下降的趨勢(shì)。主要表現(xiàn)為高頻段下降，低頻段改變不明顯。第13頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六2.屈光因素屈光不正患者在高頻段的CSF有明顯下降。3.瞳孔瞳孔擴(kuò)大使高頻段的CSF下降，可能與高階像差的增加和雜散光的干擾有關(guān)。4.視網(wǎng)膜受刺激部位第14頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六5.雙眼或單眼6.眼部疾病特別是神經(jīng)源性眼病，如球后視神經(jīng)炎、開角型青光眼、多發(fā)性硬化等主要累及神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的基本，早期就可表現(xiàn)出CSF下降，所以CSF檢查容易發(fā)現(xiàn)視神經(jīng)的早期異常。第15頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六（四）對(duì)比敏感度檢查的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：視標(biāo)具有多種對(duì)比度，而日常生活中的物體也是有各種對(duì)比度的，并非全是高對(duì)比，因此對(duì)比敏感度檢查比常規(guī)視力表更能反映實(shí)用視力。應(yīng)用廣泛，可作為白內(nèi)障患者手術(shù)適應(yīng)癥的依據(jù)，對(duì)低視力患者和屈光手術(shù)患者視覺(jué)質(zhì)量評(píng)價(jià)中特別有意義。對(duì)發(fā)現(xiàn)一些疾病的早期視功能改變?nèi)缜喙庋鄣?，比常?guī)視力表要敏感。另外，在疾病恢復(fù)的監(jiān)控中有特殊意義?？梢?jiàn)，視力恢復(fù)僅僅是視功能恢復(fù)的第一階段，只有在CSF恢復(fù)正常后，視功能才能說(shuō)較為完全恢復(fù)。缺點(diǎn)：檢查過(guò)程相對(duì)復(fù)雜和耗時(shí)，不適于視力普查。第16頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六（五）幾種常用的對(duì)比敏感度檢查方法1.Vistech對(duì)比敏感度檢查表和在其基礎(chǔ)上改進(jìn)后的功能性視力表為最常用的對(duì)比敏感度檢查表，由不同對(duì)比度、不同朝向和不同空間頻率的圓形光柵組成。第17頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六2.AdamsAJ對(duì)比敏感度檢查表3.Bailey-Lovie表4.Pelli-Robson表5.Regan表第18頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六三空間總合對(duì)應(yīng)視覺(jué)系統(tǒng)而言，一個(gè)神經(jīng)元的感受野可定義為視網(wǎng)膜某個(gè)特定區(qū)域，在該區(qū)域上的信號(hào)可以各種不同的方式影響該神經(jīng)元的活動(dòng)。在一定的時(shí)間內(nèi)，同一個(gè)神經(jīng)節(jié)細(xì)胞感受野上的光感受器將各自的視覺(jué)信號(hào)都傳遞給該神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，參與同一個(gè)視覺(jué)閾值形成。即該神經(jīng)節(jié)細(xì)胞能將其感受野上不同空間上各點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行總會(huì)后傳遞，這種年齡即稱為空間總合。研究者發(fā)現(xiàn)有以下幾個(gè)規(guī)律：第19頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六（一）Ricco法則當(dāng)刺激時(shí)間不變，光斑的刺激范圍以黃斑中心凹為中心，其強(qiáng)度與刺激面積有下列關(guān)系：A×I=C其中，A為刺激范圍，I為刺激強(qiáng)度，C為視覺(jué)閾值。在一定的臨界范圍內(nèi)，引起一個(gè)視覺(jué)閾值的刺激光總量是恒定的，刺激強(qiáng)度的變化可由刺激范圍的大小得到補(bǔ)償，這一規(guī)律稱為Ricco法則。換句話說(shuō)，如果刺激強(qiáng)度下降，我們可以通過(guò)刺激范圍的增大而得到同樣的視覺(jué)閾值，反之亦然。第20頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六（二）Piper法則當(dāng)刺激時(shí)間不變，在黃斑以外，10°-24°視角時(shí)，刺激強(qiáng)度與刺激范圍有下列關(guān)系：S1/2×I=C其中，A為刺激范圍，I為刺激強(qiáng)度，C為視覺(jué)閾值。在10°-24°視角范圍內(nèi)，如果刺激強(qiáng)度下降，我們要進(jìn)一步增大刺激范圍而得到同樣的視覺(jué)閾值，反之亦然。第21頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六第二節(jié)視覺(jué)的視覺(jué)分辨一、時(shí)間調(diào)制對(duì)比度視覺(jué)系統(tǒng)有時(shí)需要辨別在時(shí)間上變化的刺激，很多光源會(huì)產(chǎn)生閃爍刺激光，如陰極射電管、電視機(jī)等。當(dāng)閃爍光的光強(qiáng)度在時(shí)間上逐漸變化，呈正弦分布時(shí)間正弦波刺激光（圖7-6），明暗光強(qiáng)在時(shí)間上呈瞬時(shí)變化為方波刺激光。在空間上與前者對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)度呈正弦變化為空間正弦波，如空間對(duì)比敏感度檢查時(shí)所用的光柵；與后者對(duì)應(yīng)的是常規(guī)視力表的方波視標(biāo)。第22頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六1.時(shí)間調(diào)制對(duì)比度與空間調(diào)制對(duì)比度相仿，是指閃爍光和背景的光強(qiáng)相比，是在時(shí)間上變化的光強(qiáng)對(duì)比度，可用公式表示：C=(Lmax-Lmin)/(Lmax+Lmin)公式中，C代表時(shí)間調(diào)制對(duì)比度，Lmax代表時(shí)間上分布的最高光強(qiáng)度，Lmin代表時(shí)間上分布的最低光強(qiáng)度。時(shí)間調(diào)制對(duì)比度等于時(shí)間正弦波最高光強(qiáng)度與最低光強(qiáng)度的差值和最高光強(qiáng)度與最低光強(qiáng)度之和的比值。C值越大，對(duì)比度越大，越容易被發(fā)現(xiàn)在閃爍。第23頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六低空間調(diào)制對(duì)比度閾值的光柵看起來(lái)像均勻的灰面，沒(méi)有明暗的區(qū)別，只有增高對(duì)比度后才能分辨存在黑白光柵；而低時(shí)間調(diào)制對(duì)比度的閃爍刺激看起來(lái)是穩(wěn)定光，只有增高對(duì)比度才能分辨出其在閃爍。第24頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六2.時(shí)間頻率指在單位時(shí)間內(nèi)光閃爍的次數(shù)。一般以1秒內(nèi)閃爍的次數(shù)來(lái)表示，單位為1Hz。50Hz表示在1秒內(nèi)完成了50次最亮到最暗的過(guò)程，頻率越高，閃爍變化越快。3.閃爍融合頻率當(dāng)閃爍刺激光的頻率增快或減慢至某一值時(shí)，閃爍光可產(chǎn)生穩(wěn)定光的感覺(jué)，不能被分辨出閃爍。閃爍光從較低頻率加快到高頻而產(chǎn)生穩(wěn)定光感覺(jué)的最低頻率，或從較快頻率減慢到低頻而產(chǎn)生穩(wěn)定光感覺(jué)的最高頻率均可被稱為閃爍融合頻率或臨界融合頻率（criticalfusionfrequency,CFF）。第25頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六4.Talbot-Plateau法則當(dāng)閃爍光的閃爍頻率超過(guò)正常眼的閃爍融合頻率時(shí)，該閃爍光給人的亮度感等于與其時(shí)間平均亮度等亮的穩(wěn)定光。5.時(shí)間對(duì)比度閾值指在一定時(shí)間頻率時(shí)，分辨閃爍光在閃爍的所需最低時(shí)間調(diào)制對(duì)比度。時(shí)間對(duì)比度閾值的倒數(shù)是視覺(jué)對(duì)比敏感度，通常用相對(duì)敏感度來(lái)表示，而空間對(duì)比敏感度通常簡(jiǎn)稱為對(duì)比敏感度。第26頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六二、時(shí)間對(duì)比敏感度曲線對(duì)一個(gè)被檢者，在不同的時(shí)間頻率，其視覺(jué)系統(tǒng)有對(duì)應(yīng)的相對(duì)敏感度。以閃爍光的時(shí)間頻率為橫坐標(biāo)，其各時(shí)間頻率對(duì)應(yīng)的相對(duì)敏感度為縱坐標(biāo)，可以得到圖7-7的曲線，即為時(shí)間對(duì)比敏感度曲線。曲線呈鐘形，相對(duì)敏感度在中頻段最高，即人眼最敏感的閃爍頻率為10Hz，對(duì)于這個(gè)頻率，對(duì)比度小于3%就能被覺(jué)察出閃爍，低頻段和高頻段相對(duì)敏感度均有所下降。第27頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六三、閃爍融合頻率通常用的閃爍融合頻率指在一定的時(shí)間調(diào)制對(duì)比度下，隨著閃爍頻率的增加，一個(gè)閃爍光給人的主觀感覺(jué)從閃爍變?yōu)榉€(wěn)定的臨界的臨界頻率。正常人眼的閃爍融合刺激為60Hz或更高。第28頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六（一）影響閃爍融合頻率的主要因素1.背景光強(qiáng)度隨著背景光強(qiáng)度的增加，在低頻段，相對(duì)敏感度略有升高但并不明顯；而在高頻段，相對(duì)敏感度的升高非常顯著。有些患者的閃爍融合頻率較高，對(duì)閃爍光比較敏感，正常人看起來(lái)是“穩(wěn)定”的閃爍光，他們可以發(fā)現(xiàn)在閃爍，因此在特定的環(huán)境下會(huì)出現(xiàn)視疲勞和不適。第29頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六2.受檢的視網(wǎng)膜部位如果刺激光局限于中心凹，僅刺激視錐細(xì)胞，那么被檢者的閃爍融合頻率隨亮度而逐漸增高。在很大的照度范圍內(nèi)（0.5-1000托蘭），閃爍融合頻率與亮度的關(guān)系遵循費(fèi)瑞-帕特法則：CFF=aLgI+ba和b為常數(shù)，I為亮度，即閃爍融合頻率和亮度的對(duì)數(shù)成正比，當(dāng)亮度很高時(shí)，該法則不再適用。第30頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六3.刺激光斑的大小刺激光斑的大小與閃爍融合頻率的關(guān)系遵循Granit-Harper法則：閃爍融合頻率與刺激面積的對(duì)數(shù)成正比。在適當(dāng)?shù)墓鈴?qiáng)度范圍內(nèi)，中心在中心凹的刺激光斑，當(dāng)其直徑在50°以內(nèi)時(shí)，該法則均適用。第31頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6點(diǎn)0分，星期六4.光的波長(zhǎng)根據(jù)光譜敏感曲線，能量相同而波長(zhǎng)不同的光，對(duì)視桿細(xì)胞、視錐細(xì)胞的刺激效應(yīng)不同，產(chǎn)生的亮度也不一致。因此，按照費(fèi)瑞-帕特法則，不同的亮度會(huì)有不同的閃爍融合頻率，所以能量相同而波長(zhǎng)不同的光，也會(huì)產(chǎn)生不同的閃爍融合頻率。在明視狀態(tài)下，不同波長(zhǎng)光經(jīng)過(guò)亮度匹配，可產(chǎn)生相同的閃爍融合頻率。而在暗視狀態(tài)下，原明視下的亮度匹配關(guān)系不再有效，需經(jīng)過(guò)重新亮度匹配，才能得到相同的融合頻率。第32頁(yè)，共37頁(yè)，2022年，5月20日，6