靜態(tài)立體圖視差圖形與立體視銳度相關(guān)關(guān)系探討

(1邢臺(tái)市眼科醫(yī)院，河北邢臺(tái) 054001;2河北醫(yī)科大學(xué)第三醫(yī)院)

立體視銳度是客觀評(píng)價(jià)立體視覺(jué)的指標(biāo)，隨機(jī)點(diǎn)立體視檢查圖是當(dāng)今最常用的立體視銳度檢查圖。近年來(lái)的研究證明，立體視檢查受多種因素的影響，如目標(biāo)與背景、亮度與顏色、視野、以及視差圖形等［1～3］。我們通過(guò)改變受試者隨機(jī)點(diǎn)立體視檢查中視差圖形的面積、周長(zhǎng)，探討不同視差圖形與立體視銳度的關(guān)系，為立體視銳度檢測(cè)及立體視檢查圖片制作提供依據(jù)。

1 對(duì)象與方法

1.1 受試對(duì)象 選擇具有正常立體視(隨機(jī)點(diǎn)立體視檢測(cè)立體視銳度 ＜60秒角)［4］者32例(志愿者)，其中男16例，女16例;年齡9～12歲。無(wú)色覺(jué)異常及視野缺陷，矯正后的遠(yuǎn)、近視力(托品酰胺充分散瞳)均＞1.0，屈光參差≤2.00度，無(wú)斜視或隱斜＜5個(gè)三棱鏡度，無(wú)弱視及其他眼部疾患。

1.2 主要儀器及檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)定 TNO立體圖，中遠(yuǎn)距離立體視檢查軟件(青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院自行設(shè)計(jì))，Photoshop繪圖軟件，英國(guó)2002同視機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)近視力表，瑞士900BM型裂隙燈，全自動(dòng)電腦驗(yàn)光儀，馬氏桿與三棱鏡。中遠(yuǎn)距離立體視檢查軟件檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)定:顯示屏分辨率為800×600像素，刷新頻率85 Hz。顯示屏所示的隨機(jī)點(diǎn)圖對(duì)由兩部分組成:在雙眼視網(wǎng)膜上具有微小視差形成的背景圖;在雙眼視網(wǎng)膜上具有較明顯視差形成的前景圖(即視差圖)，其視差圖形和視差大小均由計(jì)算機(jī)控制，可通過(guò)操作平臺(tái)進(jìn)行精確調(diào)整，控制顯示屏隨機(jī)點(diǎn)大小均勻，形態(tài)為圓形，顏色為紅綠隨機(jī)點(diǎn)，均為7個(gè)像素，直徑約為1.2 mm。穩(wěn)定亮度、對(duì)比度、密度。

1.3 測(cè)試方法 ①準(zhǔn)備:測(cè)試前，受試者先看TNO約5 min，以適應(yīng)檢測(cè)。受試者與顯示屏之間的距離為1.7 m，取坐位，雙眼與顯示屏中心平行。采用交差視差，連續(xù)測(cè)定3次，取均值。辨認(rèn)1個(gè)深度圖形的最長(zhǎng)時(shí)間為1 min。受試者戴紅綠眼鏡分視雙眼，改變視差圖形，觀察剛能感知深度圖形所需最小視差，即立體視銳度。②測(cè)試:根據(jù)視差圖形面積與周長(zhǎng)的變化，觀察在靜態(tài)隨機(jī)點(diǎn)圖對(duì)下，視差圖形面積與周長(zhǎng)均變化時(shí)其與立體視銳度最小值的關(guān)系，視差圖形均為正方形，分別為(80×80)、(120×120)、(160×160)像素;觀察視差圖形面積變化與立體視銳度最小值的關(guān)系，視差圖形邊長(zhǎng)分別為(120×200)、(140×180)、(160×160)像素，即在保持其周長(zhǎng)不變而面積變化時(shí)，觀察受試者立體視銳度;觀察視差圖形周長(zhǎng)變化對(duì)立體視銳度最小值的影響，視差圖形之一為水平矩形，分別為(200×200)、(400×100)、(500×80)像素，在保持其視差圖形面積不變而周長(zhǎng)變化時(shí)，受試者立體視銳度。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 10.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以±s表示，采用Pearson相關(guān)分析。P≤0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 視差圖形面積與周長(zhǎng)均變化時(shí)其與立體視銳度的關(guān)系 用2 cm×2 cm的視差圖形檢測(cè)時(shí)，立體視銳度為(72.19 ±15.90)秒角;用3 cm ×3 cm 的視差圖形檢測(cè)時(shí)，立體視銳度為(61.88±17.77)秒角;用4 cm×4 cm的視差圖形檢測(cè)時(shí)，立體視銳度為(45.00±16.61)秒角;立體視銳度隨視差圖形面積和周長(zhǎng)的增加而減少(P均＜0.05)。

2.2 視差圖形、周長(zhǎng)不變、面積變化時(shí)其與立體視銳度的關(guān)系 用3 cm×5 cm的視差圖形檢測(cè)時(shí)，立體視銳度為(68.44 ±19.77)秒角;用 3.5 cm ×4.5 cm的視差圖形檢測(cè)時(shí)，立體視銳度為(56.72±20.78)秒角;用4 cm×4 cm的視差圖形檢測(cè)時(shí)，立體視銳度為(45.00±16.61)秒角;視差圖形周長(zhǎng)不變，立體視銳度隨視差圖形面積增加而減少(P均＜0.05)。

2.3 視差圖形面積不變、周長(zhǎng)變化時(shí)其與立體視銳度的關(guān)系 用5 cm×5 cm的視差圖形檢測(cè)時(shí)，立體視銳度為(43.13 ±18.57)秒角;用 10 cm ×2.5 cm的視差圖形檢測(cè)時(shí)，立體視銳度為(54.38±17.77)秒角;用12.5 cm×2 cm的視差圖形檢測(cè)時(shí)，立體視銳度為(64.69±15.59)秒角;視差圖形面積相同時(shí)，長(zhǎng)方形的視差圖形比正方形視差圖形測(cè)得更大的立體視銳度(P＜0.05)。

3 討論

隨機(jī)點(diǎn)立體視檢查圖是當(dāng)今最常用的立體視銳度檢查圖。計(jì)算機(jī)隨機(jī)點(diǎn)檢查圖是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)在屏幕上產(chǎn)生左右隨機(jī)點(diǎn)(RDS)，一個(gè)為背景圖，一個(gè)為視差圖。靜態(tài)隨機(jī)點(diǎn)立體圖中背景圖質(zhì)地可影響立體視的檢測(cè)結(jié)果，制作立體視檢查圖時(shí)，要盡量保持各個(gè)隨機(jī)點(diǎn)圖對(duì)中視差圖與背景圖的一致性。立體視檢查圖片中立體視銳度與視差圖形之間的關(guān)系較為重要，但目前這方面的研究較少。盧煒等［5］對(duì)間歇性外斜視及術(shù)后采用視差相同的交叉視差和非交叉視差分別對(duì)患者進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)測(cè)試結(jié)果不完全相同。我們?cè)谏鲜鰧?shí)驗(yàn)中為了避免非交叉視差的影響，全部采用交叉視差。

受試者通過(guò)紅綠分視眼鏡觀察、識(shí)別視差圖形時(shí)，眼球?qū)㈦S圖形移動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。Pressmar等［1］發(fā)現(xiàn)隨著隨機(jī)點(diǎn)密度的降低，檢查者對(duì)圖形的分辨能力呈下降趨勢(shì)。據(jù)此，他推斷大腦皮層視差細(xì)胞的激化需要一定的信息量，即隨機(jī)點(diǎn)有一“密度容限”(單位面積內(nèi)所含隨機(jī)點(diǎn)數(shù)量的最小值)。國(guó)內(nèi)有研究證明［2，3］，不同質(zhì)地的隨機(jī)點(diǎn)能夠影響立體視銳度的檢查結(jié)果，立體視銳度受視差圖形復(fù)雜性的影響。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，視差圖形面積和周長(zhǎng)越大，立體視銳度越小。我們推測(cè)這可能是因?yàn)橐暡顖D形大，更具有邊界特征，視差圖形的加工速度也較快，更易激化大腦皮層的視差細(xì)胞;視差圖形小，隨機(jī)點(diǎn)太少，邊界特征模糊，影響立體視銳度的檢測(cè)，使測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性降低。這說(shuō)明隨機(jī)點(diǎn)密度為視差圖形的感知提供了必要的信息量，即視差必須超過(guò)一定域值，視差圖形才能感知。因此視差圖形面積和周長(zhǎng)不同，對(duì)立體視銳度的測(cè)試結(jié)果可能不同。尋找合適的視差圖形具有重要臨床意義。

我們?cè)谏鲜鰧?shí)驗(yàn)還論證了周長(zhǎng)不變，面積變小，密度容限增加，可從頻率通道來(lái)解釋可能是小視差圖形需要高頻通道，大視差圖形需要低頻通道。這與神經(jīng)生理學(xué)上研究證明的存在著兩種傳遞立體視覺(jué)信息的系統(tǒng):M系統(tǒng)傳遞低對(duì)比度、低空間頻率的立體視覺(jué)信息;P系統(tǒng)傳遞高對(duì)比度、高空間頻率的立體視覺(jué)信息的結(jié)論相一致［6］。這進(jìn)一步說(shuō)明了視差圖形的形狀不同，所包含的隨機(jī)點(diǎn)點(diǎn)數(shù)不同，能感知視差圖形所需的信息量也不同，對(duì)立體視銳度的測(cè)試結(jié)果可能不同。

靜態(tài)立體圖視差圖形的感知需要一定的信息量，且在視差圖形中背景圖的質(zhì)地可影響立體視銳度的檢測(cè)結(jié)果。不同視差圖形對(duì)立體視銳度的影響程度需進(jìn)一步探討。

總之我們認(rèn)為，視差圖形的選擇一定要結(jié)合背景圖，在設(shè)計(jì)立體視檢查圖時(shí)，要盡量保持背景圖與前景圖的一致性，提高立體視銳度檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。靜態(tài)立體圖視差圖形的感知需要一定的信息量;靜態(tài)立體圖視差圖中背景圖質(zhì)地可影響立體視的檢測(cè)結(jié)果。面積越小，測(cè)得的立體視銳度越大;面積相同，周長(zhǎng)越長(zhǎng)，測(cè)得的立體視銳度越大;否則反之。

［1］Pressmar SB，Haase W.Auswirkung der veranderang der punktedichte auf das tiefensehen and die masterekennung inrandom-dotstereogrammen［J］.Ophthalmologe，2001，98(10):955-999.

［2］孫春華，胡聰，徐進(jìn).不同質(zhì)地隨機(jī)點(diǎn)立體視圖檢查屈光參差立體視的結(jié)果分析［J］.生物醫(yī)學(xué)工程與臨床，2006，10(1):30-32.

［3］金貴昌，鄭竺英，周貴榮，等.復(fù)雜圖形的雙眼視差敏感性［J］.心理學(xué)報(bào)，1994，26(1):58-62.

［4］顏少明，鄭竺英.立體視覺(jué)檢查圖［M］.北京:人民衛(wèi)生出版社，1985:1-32.

［5］盧瑋，王京輝.間歇性外斜視患者交叉視差和非交叉視差的臨床觀察［J］.中華眼科雜志，2002，38(8):462-465.

［6］Schiller PH，Lgothetis NK，Charles ER.Functions of the colour-apponent and broad-band channels of the visual system［J］.Nature，1990，343(625):68-70.