电脑视力表(logmar视力表是如何设计的?)

   2023-03-18T14:51:54   14696 人阅读


相信你在学生时代检查视力的时候,一定对那个“E”字的视力表印象深刻吧?有多少人小时候跟我一样误以为那是个“山”字,又有多少人好奇过为什么要用“E”字来测试势力,这个事情到底是谁规定下来的?


标准对数视力表(左)和国际标准视力表


世界上最早出现的视力表由荷兰眼科医师于 1862年设计,使用E、F、P、T、0 、Z、L、D 、C共9个大写字母作为视标。Snellen视力表共11行,视标大小逐行递减,从上到下每行分别有1、2 、3 、4 、5 、6 、7 、8 、8 、8 、9 个字母。视标的高和宽均等于笔画粗细的5倍。在6 m (美国为20英尺)的常规检查距离时,小数视力 1.0行对应视标大小为 8.72 mm,笔画粗细为 1.74 mm, 对应人眼 1分视角。迄今为止,Snellen视力表仍是世界上广泛使用的视锐度测量工具。


虽然Snellen视力表具有广泛影响力,但不适用于幼儿、言语障碍者或不认识字母的人群。为解决此缺陷,瑞士眼科医师Landolt, 于 1888年研发了 Landolt C视力表,这是一种用带有间隙的环形作为视标的视力表。其视标类似于字母C, 受测者需报告字母C的开口朝向。目前,Landolt C视力表已成为多数欧洲国家视力测量的标准视力表。


使用角度间接划分视力,所使用的距离,即某视标的每一笔画或缺口宽度在眼结点处所夹的角正合1分视角时时,这个距离作为分数的分母,有时检测的距离(即检查距离)为分子。


这种划分方法临床常用,可是这种方法在临床上有可能产生混淆,即非眼科临床人员可能将Snellen分数转换为视力丧失的百分数。从许多视力表设计中继承的另一个困难是如何选择字母尺寸的级数。字母的数学进级意味着视力表中的大字母很大,但是这种视力表很少应用。在19世纪后期,Westhimer评价了不同视力表的字母尺寸的进级,总结出角度几何进级最实用,兼顾字母尺寸和生理阈值判断。直到20世纪Bailey和Lovie在墨尔本国家视力研究所出版权威论文时指出,MAR的几何级数具有临床价值,于是就设计出了LogMAR视力表。


此外,Bailey和Lovie还提出了以下视力表设计原则:


①视标应具有相同可读性;


②每行视标个数应相同;


③各行视标大小呈等比数列逐行递减。


1982年 ,为了使视力表适用于ETDRS, Bailey在视力表的基础上,进一步开发了 ETDRS视力表。


由于该视力表可以变距使用,能够量化极低视力患者的视力情况, ETDRS视力表很快成为临床试验中视力测试的金标准。目前,国际上除前述常见视力表外,还有一些针对特殊测试需求设计的视力表,如测量近距离视锐度的Jaeger视力表和专门针对幼儿设计的LEA视力表等。有研究表明,LEA视力表在学龄前儿童视力评估上优于视力表。


LogMAR视力表


日本的视力表种类众多,主要以兰德特环行视力表为主,又常被叫作“C表”。“C表”也是我国飞行员招收时所采用的标准。除了“C表”以外,日本也有一些平假名和片假名的视力表。不过相对于如此复杂的视力表,日本人还开发了一套适合婴幼儿测试视力的幼儿视力表,它由动物的剪影为元素,形象生动可爱。


在中国,我国先后使用的视力表主要有“国际标准视力表”和“标准对数视力表”两种。最早使用的国际标准视力表是由孙济中教授和周诚浒教授于 1952年研制,采用不同朝向的字母E作为视标,按照1909年第11次国际眼科会议标准设计而成,但行间视标大小增率不均,由中华医学会推荐使用。


同一时期,“标准对数视力表”是由温州医科大学的缪天荣教授于1958年开始创作,1959年报道(《温州医学院学报》),并于1966年正式发表(《中华眼科杂志》),标准对数视力表同样采用E字母作为视标,但视标大小按等比数列逐行递减 ,且采用缪天荣教授首创的5分记录法来记录视力值。据有限的文献考证,这可能是世界上最早的一张对数视力表。1978年,标准对数视力表及相应的5分记录法获全国科学大会奖。1989年,标准对数视力表由中国卫生部颁布成为国家标准(GB11533-89),自1990年5月1日起,在全国范围内正式实施。2011年,新版视力表经王勤美等修订,成为强制性国家标准(GB11533-2011)。目前,标准对数视力表已经成为中国使用最广泛的视力表。


此外其他设计的视力表还有多种,曾发表者如“等比视力表”(田喜林,1983)、“学龄前儿童视力表”(孙葆忱,1986)、“标准视角视力表”(申济1988)、“新对数视力表”(季梅青,1989)、“毫米视力表”(罗富铭,1993)、“标准视力表”(赵忠忠,1997)等,或属试制,或为局部使用,未见推广。


“国际标准视力表”及“标准对数视力表”各有特点,互有异同。实际使用中由于多种原因,以致长期以来,两表处共存局面。


无论哪种表,都可以称之为“E表”,也被称为“文盲E”,顾名思义,这种表格的选择在当时的时代背景下是有特定历史原因的。新中国成立之初的新中国成立之初文盲率是80%,1949年至1965年的10多年间,共有近1亿青壮年文盲脱盲,文盲率迅速下降,但仍有38.10%的文盲,所以测试视力时不能采用复杂的字母或者文字等形式。


同时,我们的母语并不使用字母表,这也就使得我们无法顺利地阅读拉丁字母。而且.美国用的字母表不适用于平面镜(平面镜用的话往往要反着印),而“E表”不存在这些问题。


那么,为什么要使用“E”这个字母呢?其实,我们平时所说的测视力,其准确定义为:测定能够认识其形状的最小视网膜上的成像。“E”字视力表是根据视角原理设计的,这个公式规定用V=1/a表示视力,其中a表示在标准检查距离处(5米或6米),视标一划在眼节点形成的视角(分)记录,即所谓的视角。在正常情况下,人眼能分辨出两点间的最小距离所形成的视角为最小视角,即一分视角。在5米距离时,10行“E”字上下两横在视网膜上的投影正好是一分视角。而我们所熟悉的三画等长的“E”字,其每一笔或空隙均为正方形的五分之一,相比而言,这个“E”字更加符合严格的视角分辨率设计意义。不仅如此,“E表”的另一个好处在于,它具有一定的栅格结构,这对于测试散光是有一定帮助的。


80年代视力矫正的地方墙上挂着的国际标准视力表


近年来,研究者们设计了不同形式的电子视力表,以应对视力测量的新挑战、新需求。电子视力表的优越性在于可以通过计算机程序设定视标的类型和大小,根据不同人群、不同测量随机改变,以排除传统视力表中视标固定造成的学习和记忆效应;同时测试可由被检者自主完成,节省人力;可以通过程序设置统一的测量规则和计分标准,减少或者排除不同主检人员个人习惯带来的干扰。


从温州医科大学缪天荣教授六十年前一桌、一纸、一笔研发了标准对数视力表,到标准对数视力表在中国的修订、执行、形成国家强制性标准,再到2013年“系列视力表的研发与应用”项目获中国产学研合作创新成果奖,视锐度测量的“中国方案”具有传承久远的历史。


无论哪种办法,预防近视除了定期监测,最重要的还是科学用眼。随着科技进步,虽然这些年近视的孩子越来越多,但我们的思想也在不断进步,我长到30岁一直没戴过眼镜,也希望我的孩子同样如此,终身不需要戴眼镜。


参考资料:《视力表的历史、现状与发展趋势》曹苏琪,赵宇锴,侯方等;《视力表中的“E”》唐小棱;《我国现用视力表问题讨论》徐海鹏,尹忠贵,汪芳;《儿童低视力保健学》吴淑英,郭源芬,李筱荣。


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