| 单词 | 对比敏感度的客观测定 |
| 释义 | 【对比敏感度的客观测定】 拼译：objective measurement of contrast sensuitivity 对比敏感度(CS)指视觉系统辨认某一空间频率的物体表面黑白反差(即对比度)的能力，其值取对比度的倒数。实际上视觉系统不限于辨认某一空间频率，而是对不同空间频率的辨认，对比敏感度函数(CSF)是描述视觉系统辨认各空间频率的对比度的能力，它代表了由眼球光学系统、视网膜、视神经至视皮层共同构成的全视觉系统的CSF。CSF不仅可以反映视觉系统对细小物体的分辨能力，也反映了对中等或粗大目标的辨认能力，而且还提供在对比度变化情况下的识别能力，因而，CSF是全面评价形觉功能的一种有效的方法。 正常人眼的CSF呈带通型，在低和高空间频率的CS下降，而在中空间频率的CS最高，这说明视觉系统观看粗条纹或细条纹轮廓较困难，需较高的对比度，而观看中等条纹(3～5周／度左右)的轮廓则较容易，这种带通型的特征与视网膜的感受野的侧抑制、马赫(Mach)效应(轮廓强调现象)及视觉系统的多通道理论密切相关，也是视觉的图象信息处理的重要特性。CSF检查一般采用心理物理学方法，如方毕克斯法(Von Bekesy)、增加对比度法、调节法及强制选择追迹法。这些检查都属主观方法，需要受试者配合。还要有一定的理解能力，对于不能主观配合的受试者，如老年人、婴幼儿、弱智者等，甚至用最简单的心理物理学方法所得出的结果可能也是极不可靠的，为此，必须建立一套客观的检查方法。1970年坎贝尔(F．W．Campbell)等利用图形视诱发电位(PVEP)对CSF作客观测定的研究，他们发现在一定的对比度范围内，PVEP振幅与对比度的对数值近似呈线性函数，把这条直线外推至零振幅处，即得到CSF的电生理阈值，这个值与心理物理学方法所得到的阈值极其相关，但测定时间冗长，不能在临床上广泛使用。1982年拿加亚马(K．Nakayama)等把坎贝尔的方法应用到灵长类动物，观察到其PVEP振幅－对比度函数与人类相似。1986年爱伦(D．Allen)和1991年陈帅等报道了应用离散傅里叶转换(DFT)快速提取稳态PVEP二次谐波的扫描对比度法测量CSF，并同时用增加对比度方法测量心理物理阈值，两者结果一致。近年来，随着锁相放大技术和傅里叶变换的引入，使CSF的客观测定进入临床成为可能。最近，也有学者应用模型网膜电图(PERG)测量CSF。用视觉电生理方法推测对比敏感度阈值的基本原理是：在近阈值的一段对比度范围内记录PVEP，并进行振幅分析，外推至振幅为零值时的对比度，定为阈值对比度，具体地说，对比度阈值推测可分为3部分：(1)检测PVEP：最早使用的VEP检测技术是信号平均法，利用重复刺激、按照共同的时间参考点记录和叠加PVEP，其特点是诱发反应是时间的函数，因此也称为时域分析技术，如果刺激频率较低，则可记录到反应时程比分析时间要短的复合波，称为“瞬态反应”，若刺激频率较高(≥8～10Hz)，则可诱发出一周期性的复合正弦波，其主要成分与刺激频率相同，也称为“稳态反应”，这种方法的缺点是当嗓音频率为刺激频率的整数倍，而且又在测量系统的宽频带范围之内时，叠加出的信号中会掺杂这些频率的噪音，信噪比将降低。近年来发展起来的频域分析的信号检测技术在PVEP记录中有其独到之处，如果PVEP是周期性的稳态反应，则可运用窄带滤波、同步解调和傅里叶分析来区别信号检测过程是否对反应相位敏感，如果正弦信号的相位是已知和恒定的，则最好的滤波方法是相位敏感检波器，在频带之外的频率或相位不能与参考相位相匹配的成分将作为噪音排除，锁相放大技术就是这种方法；如果正弦信号的相位是未知的或者随时间而改变，则最好的滤波的方法是积分检波器，即可以运用傅里叶分析来实现，实际上，在扫描对比度过程中，PVEP的相位是变化的，选用积分检波法较为合适。当采样点数是2的幂级数，则可以用快速傅里叶变换(FFT)，采样点数不是2的幂级数，则可用离散傅里叶变换(DFT)，傅里叶分析法实际是一种数字滤波的过程，只有所需提取的谐波及其邻近的窄带信号可以通过。(2)对比度坐标：由于检测对象、刺激条件的不同，反映在PVEP振幅－对比度函数的曲线形态的变化，大致有几种情况，一种为非单调性直线，即在低、中、高不同对比度出现由两条不同斜率的直线构成PVEP振幅－对比度函数，另一种在低对比度时，PVEP幅值与对比度对数成线性相关，但到中、高对比度时，曲线呈水平走向，即已达到幅值饱和的程度，再有一种当对比度升高时，PVEP幅值反而降低，但随着对比度继续升高，则又有新的回升，这种现象称为过饱和。总括上述几种情况，至少在近阈值处，PVEP幅值是对比度对数的线性函数。(3)PVEP幅值推测阈值对比度的方法：不同的推测方法，将影响最终得到的阈值结果，比较常用的方法是外推法，简单的方法是坎贝尔等(1979)在半对数坐标纸上，把PVEP幅值的回归直线外推至零振幅处，与对比度坐标轴相交，交点处的对比度值即定义为客观测定的对比度阈值，这较适合于对瞬态PVEP的处理，对稳态VEP，则通过傅里叶分析后，得到幅值和相位。为了保证用于回归的数据代表视诱发活动，必须靠多方面的信息：振幅准则：通过DFT窄带滤波与PVEP频率不同的脑电图(EEG)噪音被滤去，但与PVEP频率相同的噪音却无法滤去(如EEG的α节律波，8～13Hz)，法格(JE．Fagan)提出通过测量信号频率邻近频率的噪音来间接估计与PVEP频率相同的噪音大小，将PVEP信号频率的振幅除以邻近频率的噪音振幅，得到信噪比。诺克拉(AM．Norcla)等报告如比值为2∶1，“假阳性”信号出现的几率为4．5%，如比值为3∶1，假阳性率下降到0．3%。相位稳定准则：稳态PVEP的相位应该是相对稳定的，而EEG的相位则是杂乱的，其次，当刺激对比度增加时，PVEP的相位变化表现为超前，因此，在扫描对比度的过程中，若出现相位滞后现象，则表明记录到的是EEG噪音，必须选择合适的相位水平，以鉴别信号与噪音。局部伪迹剔除，应在PVEP采样程序中设有伪迹自动剔除，可以用削波的电位剔除法，但如果因受试者身体移动或肌肉放电引起电位抬高，而又未达到削波，则可在PVEP振幅函数上出现一伪“峰”，这种伪迹频率带较宽，可同时引起信号频率和噪音频率振幅的增加。当噪音振幅超出信号振幅的70%时，则这一点的反应也视为伪迹。合理选择回归线的起点与终点，陈帅等设计了能自动选取起点和终点的一套计算机程序，计算机将从最低的对比度反应开始，逐点检查每一点与其相邻点的相位关系以及是否有局部伪迹出现，振幅函数开始上升且信噪比大于1．5∶1的那点即为回归的起点，起点以后的点如何确定?至少有两个点满足以上条件，而其中至少有一个点的信噪比大于3∶1，则这个点用于线性回归，如果起点前一点的相位不能满足相位稳定准则，那么起点不变；如果起点前一点相位稳定，那么把前一点作为起点。回归的终点定为振幅函数单调上升的最高点，而且信噪比要大于3∶1。如果振幅函数包含多个支或峰，并且信噪比都大于3：1，则选择最低的对比度区间作线性回归，若以上条件均不满足，则这些数据不能用以回归，也就得不到PVEP阈值。当单次测试的信噪比太小而不足以进行对比度阈值推测时，可采用“矢量平均”的技术，即在相同的刺激条件下，进行多次测量，然后把每次测量结果进行DFT计算后所得正弦系数和余弦系数进行平均，再算出DFT的振幅和相位，其优点是把DFT分析的有效频带变得更宽，提高了信噪比。(中山医科大学中山眼科中心吴德正撰) |
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