三種方法檢測173 例先天性紅綠色覺異常患者的診斷效能比較

王培紅，俞 俊，李朝輝，賈 亮

1 解放軍醫學院，北京 100853；2 解放軍總醫院第三醫學中心眼科醫學部，北京 100039；3 義烏愛爾眼科醫院眼科，浙江義烏 322000

先天性色覺異常(congenital color vision deficiency，CVD)是一種無法正確區分部分或全部顏色的疾病，是人類最常見的眼科遺傳病。全球范圍內約有2 億人患有CVD，其中男性發病率為5%～8%，女性發病率為0.5%～1%[1]。CVD 患者無法從事一些行業，如醫療、美術、化工生產、交通及航空等[2]。所以對CVD 患者診斷的分型及嚴重程度評估至關重要。然而，簡便易行的定量評估手段的缺乏目前仍是CVD 診斷的主要難題。我國高考體檢和駕校體檢等色覺篩查中最常用的是《俞自萍色盲圖》(人民衛生出版社)，其利用假同色原理的紙質印刷版色盲圖，可以快速進行色覺測試，但在色覺缺陷分類和嚴重程度評估方面有很大的局限性。FM-100 色相測驗法是國際通用的較為準確的色覺評估方法，由85 個明度、飽和度相同且色調逐漸變化的色棋組成，用于對顏色區分進行評估和分級[3]。它能夠區分出色覺異常的類型并將色覺異常者分為輕度、中度和重度，是先天性色覺障礙的標準診斷方法[4]。但其耗時長，對專業要求高，無法在臨床上大規模應用，目前多用于科研及航空航天人員的色覺檢查 。Gan 等[5]評測了Google 和Apple 應用商店的13 種用于色覺異常檢測的臨床應用軟件，發現使用這一類軟件進行色覺檢測有利于提高患者的依從性、對病情的有效監測以及對臨床結果的準確解釋，功能日益強大的智能手機可能會成為醫療保健和臨床行業的有用助手。Color Blind Check (CBC) 應用軟件是Google 應用商店中基于安卓智能平臺較新的色覺定量檢查程序，可分析色覺異常的類型及嚴重程度，臨床上已逐步廣泛應用，由于其操作簡便，可信度高，有望成為新的研究熱點。本研究共收集173 例色盲、色弱患者，同時進行三種色覺檢測方法的測試，以期利用FM-100 測試結果評估俞本及CBC 評分結果的敏感度和特異度，探討臨床中應用這兩種較為便捷的方法代替FM-100 色相測試的可行性。

對象與方法

1 研究對象 納入2022年2月1日-7月15日在解放軍總醫院眼科醫學部就診并診斷為CVD 的患者。納入標準：(1)由兩名專業眼科醫師共同診斷為先天性紅綠色覺異常(色盲、色弱)；(2)最佳矯正視力為20/25 或更好。排除標準：(1)患有其他影響視覺和色覺異常眼科疾病，如青光眼、白內障、視神經炎，以及后天色覺異常；(2)有精神類疾病和智力異常；(3)有其他嚴重急性病(急性心肌梗死、癌癥晚期等)。本研究經解放軍總醫院倫理委員會批準(倫理批號：KY2021-017)，并在中國臨床試驗網站進行注冊(注冊號：ChiCTR 2200056761)。所有受試者均簽署知情同意書。所有實驗方案都按照批準實驗委員會提供的指導方針進行。

2 檢測方法及操作 (1)俞本：采用《俞自萍色盲本》(人民衛生出版社，第6 版)，自然光下，距離0.5 m，閱讀時間為10 s 內，按說明書指示進行檢測及判定(圖1A～圖1D)。記錄患者的檢測時間。(2) CBC 評分：按軟件提示操作(圖1E～圖1H)，并記錄結果(圖1I)。嚴重度分級：1～20 為輕度異常；21～60 為中度異常；61～100 為重度異常。記錄患者的檢測時間。(3) FM-100(金標準法)：受試者根據每套色塊的第一個和最后一個，按色相漸變順序排列放置色塊(圖1J)。嚴重程度判定：60 以下判定為正常，60～100 判定為輕度異常，101～200 判定為中度異常，201 及以上判定為重度異常(圖1K)[6]。記錄患者的檢測時間。

圖1 三種檢測方法檢測示意圖(1)俞本：A～D 為《俞自萍色盲圖》(人民衛生出版社，第6 版)部分色盲圖片；(2) CBC 評分：E～H 為Color Blind Check 軟件進行色覺檢測時的畫面，在均勻的背景噪聲中隨機出現相同明度特定顏色的色塊，隨著時間飽和度加深，直至被患者識別并點擊；I 為Color Blind Check 軟件檢測結果截圖：色覺評分、嚴重程度、缺陷類型(紅或綠缺陷)和檢測時間；(3) FM-100(金標準法)：J 為FM-100 色相檢測的色塊排列矩陣；K 為FM-100 色相檢測的結果：色相混淆軸(紅色或綠色)、總錯誤積分及嚴重程度Fig.1 Schematic diagram of results of three detection methods A-D:some color blind pictures of Yu’s book;E-H:the detection screen of CBC software,in the uniform noise background,the brightness specific color blocks randomly appear,as time goes,the saturation is deepened,until the patient recognizes and clicks;I:a screenshot of the CBC software detection result:color vision score,severity,defect type (red or green defect) and detection time;J:the patch arrangement matrix of FM-100 hue detection;K:the results of the FM-100 hue detection:hue confusion axis (red or green),total error score,and severity

3 統計學方法 采用SPSS 13.0 軟件對數據進行統計學分析，計數資料以例數(百分比)表示。以FM-100 結果為標準，采用Kappa 檢驗評價俞本、CBC 結果與FM-100 結果診斷的一致性，采用ROC分析CBC 評分和俞本診斷CVD 的效能。采用配對χ2檢驗對診斷結果做統計推斷。P＜0.05 為差異有統計學意義。

結 果

1 患者一般情況 共納入173 例患者，中位年齡24 歲(范圍：17～36 歲)，94.8%(164 例)為男性，5.2%(9 例)為女性。

2 三種方法平均檢測時間 俞本為(168±42) s，CBC 評分為(182±58) s，FM-100 為(675±258) s。

3 不同檢測方法的分型和嚴重程度分級 如表1和圖2A、圖2B 所示。

表1 不同檢測方法的色覺異常及程度(例，%)Tab.1 The type and severity of CVD diagnosed by different methods (n,%)

圖2 三種檢測方法分型和嚴重程度分度結果A～B：俞本；C～D：CBC 評分；E～F：FM-100Fig.2 Three methods for classification and severity division of CVD A-B：Yu’s book；C-D：CBC；E-F：FM-100

根據俞本結果，患者中1.2%為紅色覺異常，12.7%為綠色覺異常，剩余86.1%無法區分色覺異常類型；嚴重程度分為四級，各自比例：色盲Ⅰ級78%，色盲Ⅱ級11.6%，色弱Ⅲ級2.9%，色弱Ⅳ級7.5%。見圖2C、圖2D。

根據CBC 評分結果，患者中36.4%為紅色覺異常，62.4%為綠色覺異常，1.2%無法區分色覺異常類型；嚴重程度為三級，各自比例：輕度11%，中度16.2%，重度72.8%。見圖2E、圖2F。

根據FM-100 結果，患者中19.1%為紅色覺異常，65.9%為綠色覺異常，15%無法區分色覺異常類型；嚴重程度為三級，各自比例：輕度7.5%，中度25.4%，重度67.1%。

4 俞本和CBC 評分對CVD 分度診斷的ROC 曲線分析 以FM-100 為金標準，進行CVD 分度診斷的ROC 曲線分析。結果如圖3 所示，俞本曲線下面積為0.712 (95%CI：0.547～0.877，P＜0.05)；CBC 評分曲線下面積為0.604 (95%CI：0.429～0.778，P=0.199)，提示俞本分度診斷能力尚可，CBC 評分分度診斷能力欠佳。截斷值：俞本最佳臨界點2.5，對應敏感度81.1%，特異度57.1%；CBC 評分最佳臨界點24.5，對應敏感度89.3%，特異度42.9%。

圖3 CBC 評分和俞本診斷CVD 的ROC 曲線Fig.3 ROC curves of CBC score and Yu’s book for diagnosis of CVD

5 關于分型的診斷評估——俞本和CBC 評分診斷先天性紅色或綠色覺異常的結果 仍以FM-100 為金標準，進行先天性紅色或綠色覺異常的診斷評估，結果如表2 所示：

表2 俞本和CBC 評分診斷先天性紅色或綠色覺異常的結果(%)Tab.2 The coincidence rate of Yu’s book and CBC score for diagnosis of protan or deutan CVD (%)

俞本診斷先天性紅色覺異常的敏感度和特異度分別為0(0/33)和15.8%(18/114)，CBC 診斷先天性紅色覺異常的敏感度和特異度分別為75.8%(25/33)和78.9%(90/114)。以FM-100 為金標準，俞本和CBC 評分與標準的一致性檢驗Kappa 值分別為-0.125 和0.490，提示俞本對先天性紅色覺異常的診斷能力較差，CBC 評分的診斷能力中等。

俞本診斷先天性綠色覺異常的敏感度和特異度分別為15.8%(18/114)和0%(0/33)，CBC 診斷先天性綠色覺異常的敏感度和特異度分別為78.9%(90/114)和75.8%(25/33)。以FM-100 為金標準，CBC 評分和俞本與標準的一致性檢驗Kappa 值分別為-0.125 和0.490，提示俞本對先天性綠色覺異常的診斷能力較差，CBC 評分的診斷能力中等。

6 經簡化區分后的俞本和CBC 評分對診斷先天性紅色或綠色覺異常的評估價值 仍以FM-100 為金標準。為簡化處理及計算更詳細的診斷效能參數，將未區分樣本一并歸入非紅色覺異常或非綠色覺異常(即陰性樣本)，分別列示計算于表3 和表4。經計算：敏感度和上述4 節描述相同，互成佐證。特異度因陰性樣本增加了未區分樣本，故與上述5 節有顯著不同。

表3 簡化區分后，俞本和CBC 評分對先天性紅色覺異常的診斷效能Tab.3 The diagnostic efficacy of Yu’s book and CBC score for diagnosis of protan CVD-simplified

表4 簡化區分后，俞本和CBC 評分對先天性綠色覺異常的診斷效能Tab.4 The diagnostic efficacy of Yu’s book and CBC score for diagnosis of deutan CVD-simplified

此外經統計推斷：

(1)關聯性檢驗：相對于金標準方法，俞本方法對診斷先天性紅色或綠色覺異常的關聯性不顯著(P＞0.05)，即方法未能很好地關聯于金標準方法。而CBC 評分較好，可顯著關聯于金標準方法(P＜0.05)。

(2)優勢性檢驗(差異性檢驗)：兩種方法檢驗結果與金標準方法相比，差異均有統計學意義(P＜0.05)。

統計推斷的結果與上述4 節結論互成佐證。

討 論

色覺是人類視功能的重要組成部分，為人眼對顏色的辨別能力，它取決于視網膜黃斑區視錐細胞感受不同波長光的特性。色覺評估是篩查色覺異常或為某些特定工種把關的重要環節[7-8]。此外，色覺評估對各種先天性、退行性和獲得性視覺功能障礙具有很高的診斷和預測價值[9-10]。在一個多世紀的研究中，已經開發出各種基于不同的原理和程序的色覺測試，如基于色光辨別的色覺鏡[11]、基于假同色原理的色盲本[12]及基于色度混淆線原理的FM-100 和Farnsworth panel D-15 檢測等[9]。

在國內，假同色色盲圖(如《俞自萍色盲本》)仍然是“主流”的診斷方法，由于其本身不具備檢驗色覺異常嚴重程度的功能且被過度使用，導致很多患者被誤診、誤判。肇淑貞和趙丕烈[13]早在1987年就提出除使用色盲本檢查外，還應使用顏色混合測定器定量檢查。這也是本文開展色覺評估研究的目的和初衷，以期用更加科學方法診斷色覺異常，做到精準診斷，不漏診，不誤診，爭取提高國內色覺異常的診斷水平。

Hahn[14]在300 例韓國患者中采用5 種不同測試[Hahn’s，TMC’s，Okuma’s (new)，H-R-R’s color vision tests 和Double 15 Hue Test (Hahn)]對紅、綠色覺異常進行定量診斷并對比診斷效能，結果提示綜合診斷較獨立診斷效能最佳，紅色覺異常占比23.3%，綠色覺異常占比76.0%，其中Hahn’s 和Double 15 Hue Test (Hahn)均能有效定量評估先天性色覺異常。Foote 等[15]通過對比不同光照強度下Richmond HRR (第4 版)與FM-100 在獲得性藍色視異常定量診斷中的差異，發現HRR(第4 版)與FM-100 均能較好地定量診斷藍色視異常，但HRR (第4 版)耗時更少，臨床應用前景更廣闊。未來實踐和研究可采用HRR (第4 版)代替FM-100 對先天性色覺異常患者進行檢測，探究其臨床應用價值。Bento-Torres[16]等通過對比Mollon-Reffin (MR)測驗法與FM-100 檢測法在先天性色覺異常患者中區分紅色覺異常和綠色覺異常的能力差異，發現MR 較FM-100 更加敏感且能提供更加復雜的定量分析。

本研究中以FM-100 為標準，俞本與CBC 評分獨立對先天性色覺異常分度診斷的敏感度和特異度相近。俞本和CBC 評分分度診斷的ROC 曲線下面積分別為0.712 和0.604，兩者曲線下面積均＞0.5，均適合用于CVD 的分度診斷。以FM-100 為標準，俞本和CBC 評分獨立對先天性色覺異常分型診斷：診斷紅色覺異常的敏感度和特異度分別為0 和13.3%、75.8%和79.6%；與標準的一致性檢驗Kappa 值分別為-0.087 和0.512。診斷綠色覺異常的敏感度和特異度分別為13.3%和0、79.6%和78.8%；與標準的一致性檢驗Kappa 值分別為-0.087 和0.512。統計推斷：對診斷先天性紅色或綠色覺異常的分型而言，關聯性檢驗結果提示CBC 顯著關聯于金標準方法(P＜0.05)。而俞本僅能夠較好地快速篩查和初步分度，但對疾病分型幫助不大。CBC 評分對紅綠CVD 分型和分度結果與FM-100 結果中等程度一致，檢測耗時較短，可重復，具有一定的的應用前景。

此外，使用印刷版的色盲本和FM-100 檢測均有可能出現“檢測作弊”的情況，患者可以通過反復背誦和練習提高色覺檢測的評估結果，從而影響檢測的真實性和可靠性；FM-100 檢測過程煩瑣，耗時較長，每例患者完成檢測至少需要8～10 min，而且將色塊排列結果輸入電腦獲得具體檢測結果耗時亦長[15]，不利于此方法的大規模推廣。而CBC 評分使用隨機出現的色塊，可以杜絕“檢測作弊”行為，提高檢測的可靠性。

綜上，由于色覺異常類型和嚴重程度判定的復雜性，決定了目前現有的檢查方法不能快速精確地反映患者的真實色覺情況。本研究提示CBC 對先天性紅綠色覺異常具有一定的分型和分度能力，結果較穩定，耗時短，且無法作弊，具有一定的臨床應用價值，但仍需進一步探究多種診斷方法聯合應用和更佳的診斷方法。

作者貢獻王培紅：論文選題，數據收集，統計學分析，數據整理，起草文章，論文修改；俞俊：數據收集，數據整理，論文修改；李朝輝：論文指導，論文修改；賈亮：論文選題、指導，數據收集，論文修改。

利益沖突所有作者聲明無利益沖突。

數據共享聲明本篇論文相關數據可依據合理理由從作者處獲取，Email：wangph1206@126.com。