三种新型视标图的制作及其在健康受试者中的可靠性评估

《Clinical Ophthalmology》：Creation of Three New Optotypes Chart and Evaluation of the Reliability on Healthy Subjects

本研究设计三种非字母几何视标（开口方、带角方、带角圆），比较其在正常矫正和雾视条件下的视觉质量评估效果。结果显示开口方视标与Landolt C的偏差最小（Bias：-0.006），95%一致性界限最窄（-0.172至0.160），所有视标与Landolt C及Tumbling E的相关性均显著（P<0.001）。雾视条件下新视标与Landolt C无显著差异，但均显著低于Tumbling E。验证了非字母视标在雾视条件下的可靠性，且开口方视标与标准Landolt C具有最佳一致性。

　　

摘要

目的

设计一种不基于任何罗马字母的新视标。

方法

招募了50名健康成人（12名男性和38名女性），年龄在20-35岁之间。设计了三种新的视标：第一个是开放式正方形，第二个是带角的正方形，第三个是带角的圆形。主要研究结果是Landolt C视力与这三种新设计视标测量结果之间的相关性。

结果

受试者的平均年龄为27.2 ± 3.7岁。所有五种测试的矫正视力得分相似。在雾视条件下，这三种新视标的得分显著低于Tumbling E视标，而Landolt C与新视标之间的差异无统计学意义。Bland-Altman分析显示偏差很小，尤其是在雾视条件下，开放式正方形视标的吻合度最高（偏差：?0.006；95%一致性区间：?0.172至0.160）。所有五种测试结果均具有显著相关性（P < 0.001），其中开放式正方形与Landolt C的相关性最强。在受试者中，33%的人有≥1屈光的散光，但雾视条件下散光组与非散光组之间没有差异。除开放式正方形外，非散光组的视力在所有视标下均更高。

结论

三种新设计的视标与传统的Landolt C和Tumbling E视标在测量视力方面具有相似的效果。这些视标可以被视为Landolt C视标的改进版本。

关键词：

• 视力测试
• 视觉测试
• 视标

引言

视力（VA）测量是眼科检查的核心组成部分，传统上使用基于字母的图表（如Snellen图表）进行。然而，对于文盲者、幼儿或不熟悉西方字母符号的患者，依赖罗马字母存在局限性。替代的视力测试图表包括Landolt C、Lea符号、HOTV和Tumbling E图表。Landolt C是由Edmund Landolt在1899年开发的，常用于评估视力。^{引用1 Tumbling E图表由Taylor在1978年设计。引用2 尽管Tumbling E图表源自澳大利亚原住民使用的符号，但该符号与罗马字母“E”相似。}

在韩国，由于患者通常不熟悉罗马字母，因此使用Landolt C和Tumbling E视力测试。Lea符号（如正方形、圆形、房屋或心形）有助于学龄前儿童的视力测量。^{引用3 然而，与Early Treatment Diabetic Retinopathy Study (ETDRS)图表相比，Lea图表可能会高估视力。引用4 此外，不同视标的轮廓交互、间隙配置和周围亮度都存在差异，这些因素会影响阈值分辨率，可能导致不同图表之间的结果不一致。因此，需要设计出既不依赖于字母熟悉度又能保持Landolt C心理物理原理的文化中立视标。本初步研究旨在（1）介绍这些非字母视标的设计原则；（2）评估其在矫正和雾视条件下的可靠性。}

方法

这项前瞻性初步研究获得了Kim眼科医院伦理审查委员会（IRB）的批准。招募了50名成人（12名男性和38名女性），年龄在20-35岁之间。限制年龄范围是为了减少调节变异性和老花眼的干扰。所有参与者均提供了知情同意。所有程序均符合赫尔辛基宣言的指导原则。排除有眼部疾病的受试者。最佳矫正视力（BCVA）低于20/20的受试者未被纳入研究。

设计了三种新的视标：第一个是开放式正方形，第二个是带角的正方形，第三个是带角的圆形。角元素位于外部而不是内部，以避免过度拥挤，并模拟Landolt C的开口方向性不连续性。在20英尺的距离上，角所对应的角度为1弧分，与标准Landolt C的间隙大小相同（图1）。线条宽度、视标大小和间距均遵循ETDRS图表的设计规范。所有测试在同一房间内进行，照明水平相同。为了确保独立性，仅使用右眼进行统计分析。所有测试在同一天完成，每次测试之间有15分钟的休息时间。

图1 从左到右依次为Landolt C、Tumbling E、开放式正方形、带角正方形和带角圆形。

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主要研究结果是Landolt C和Tumbling E视力与这三种新设计视标测量结果之间的相关性。所有视力测试的设计均类似于ETDRS图表（图2），在4米距离进行，首先对患者进行矫正视力测量，然后通过叠加+1.50屈光度的球面镜片造成雾视。两种视力测量的平均值用于比较。根据是否存在≥1屈光的散光，将受试者分为两组。

图2 新视标图表。

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数据使用SPSS 15.0版本（SPSS Inc., Chicago, IL, USA）进行分析。使用重复测量方差分析（ANOVA）比较不同视力图表的结果。为了评估这些视标与标准“C”视标的互换性，进行了Bland-Altman分析。选择这些统计方法是因为简单的相关性分析不足以评估互换性。统计显著性定义为p < 0.05。

结果

受试者的平均年龄为27.2 ± 3.7岁。平均BCVA（logMAR）如下（平均值 ± 标准差[SD]）：Landolt C：0.06 ± 0.09，Tumbling E：0.02 ± 0.05，带角正方形：0.09 ± 0.10，带角圆形：0.06 ± 0.09，开放式正方形：0.06 ± 0.09。所有五种视力的矫正视力得分相似。在雾视条件下，Tumbling E的视力显著优于Landolt C（Tumbling E：0.37，P = 0.001）。这三种新视标的得分也显著低于Tumbling E图表的结果。Landolt C图表与这三种新视标测量的视力之间没有显著差异。

在BCVA条件下，Landolt C视标与其他四种测试视标之间的平均差异（偏差）通常很小，表明系统误差很小（表1）。最小的平均差异出现在带角正方形视标（偏差：0.024），表明其与Landolt C的吻合度最高。然而，95%的一致性区间（LoA）较宽，范围约为?0.24至+0.40。最窄的一致性区间出现在开放式正方形视标（LoA：?0.244至0.314），表明其一致性最高。

表1 Landolt C与其他视标之间的一致性

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在雾视条件下，一致性明显更好。带角正方形（偏差：?0.004）和开放式正方形（偏差：?0.006）视标的平均差异接近零，表明与雾视条件下Landolt C的测量结果几乎没有系统偏差（表1）。开放式正方形视标的一致性最好，其95%一致性区间最窄（?0.172至0.160）。这表明使用开放式正方形视标测量的95%结果与Landolt C的结果相差在0.17以内（表1）。

值得注意的是，100名患者中有33人具有≥1屈光的散光；这些患者的散光都是顺规散光。雾视测试未发现散光组与非散光组之间的差异。在使用除开放式正方形以外的任何视标时，非散光组的视力更高（表2）。

表2 根据散光类型的视力测试（LogMAR）

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讨论

本研究介绍了三种新设计的、文化中立的视标，并评估了它们与标准Landolt C和半字母Tumbling E的可靠性。结果表明，这三种新型视标（开放式正方形、带角正方形和带角圆形）在健康成人中的视力测量结果与Landolt C相当。其中，开放式正方形的一致性最高，表明即使在简化的几何形状下也能保持基于间隙的方向性分辨率。

Bland-Altman方法的使用允许严格评估这些新型视标与Landolt C之间的一致性，解决了仅依赖相关性的局限性。在BCVA条件下观察到的较大一致性区间（例如，E_game的LoA：?0.136至0.403）表明，尽管相关性可能很强，但在这种条件下这些视标可能与Landolt C不完全互换，因为高达0.40的差异在临床上可能是显著的。

相反，在雾视条件下，开放式正方形的一致性区间较窄，提供了强有力的统计证据，表明在这种视力降低的条件下，这种视标可以与Landolt C高度互换。可忽略的偏差（?0.006）进一步支持开放式正方形在雾视条件下不会系统性地高估或低估视力。

这表明使用Tumbling E图表可能会高估儿童和成人的视力，^{引用5引用6，可能是由于周围视野的亮度差异。引用6 视觉轮廓的拥挤现象也会影响视力测试结果。引用7 当字母间距过小时，相邻轮廓会显得拥挤，从而降低视力。引用8 这些轮廓交互在ETDRS图表中有所不同。例如，图表上方的线条比下方的线条拥挤程度更低。引用9 在雾视前后进行相同测试时，Landolt C测试与这三种新视标之间的差异不显著。这表明拥挤效应很小。}

尽管我们发现使用Landolt C和Tumbling E测得的视力相似，但在雾视条件下差异明显。值得注意的是，患者对雾视的反应差异很大。引用10 基于这些发现，选择Landolt C与这三种新设计的视标进行比较。使用任何新视标测得的视力均低于使用Landolt C时的视力，但这种差异并不显著。这可能也与周围视野的亮度有关。引用11 Reich和Ekabutr报告称，在存在散光（尤其是逆规散光）的情况下，Tumbling E的视力阈值略高于Landolt C。引用12 尽管受试者已经进行了矫正，但带角型视标的视力得分较低；使用Landolt C或Tumbling E测试的视力得分较高。与Tumbling E（有两个间隙）不同，Landolt C只有一个间隙。此外，带角型视标包含一个突出的边缘，而不是间隙。这些图案差异可能会影响散光患者的视力测量结果，因为轮廓交互的影响。视标的突出部分可能受到视力图表总亮度的强烈影响。引用13 值得注意的是，雾视后各视标之间的差异不明显。由于用于矫正散光的镜片会使字母变形，因此在矫正状态下视力图表上的字母变小。因此，字母的大小可能会影响散光患者的视力测量结果。

本研究存在局限性。由于仅纳入了视力正常的健康成人，因此无法推广到儿童、屈光不正患者或视力低下的人群。此外，这项初步研究没有进行样本量的正式计算。现有结果将为未来的多中心试验提供样本量计算依据。另一个局限性是每次仅测试一只眼睛，以保持独立性；尽管方法上合适，但这减少了数据点的总数。未来的工作应扩展到更广泛的临床环境，包括双眼测试和重复测试的可靠性评估。

尽管存在这些局限性，研究结果支持非字母几何视标作为现有图表的可靠替代品的可行性。它们与Landolt C的高度一致性和文化中立的设计表明具有临床应用的潜力。

伦理批准

涉及人类参与者的所有程序均符合机构伦理标准以及1964年赫尔辛基宣言及其后续修订版或类似的伦理标准。Kim眼科医院的IRB批准号为B-2012-002。

披露

作者声明在本研究中没有利益冲突。

数据共享声明

当前研究中使用和/或分析的数据集可根据合理请求从相应作者处获取。