閱讀界面和方式對(duì)調(diào)節(jié)反應(yīng)的影響研究

王曉峰

作者單位：(313000)中國(guó)浙江省湖州市第一人民醫(yī)院眼科

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·臨床研究·

閱讀界面和方式對(duì)調(diào)節(jié)反應(yīng)的影響研究

王曉峰

作者單位：(313000)中國(guó)浙江省湖州市第一人民醫(yī)院眼科

Effect of different reading interfaces and conditions on the accommodation response

Xiao-Feng Wang

Department of Ophthalmology, the First People’s Hospital of Huzhou, Huzhou 313000, Zhejiang Province, China

Correspondence to:Xiao-Feng Wang. Department of Ophthalmology, the First People’s Hospital of Huzhou, Huzhou 313000, Zhejiang Province, China. lugeapple0708@163.com

Received：2015-12-14Accepted：2016-03-10

Abstract

?AIM:To compare the difference of accommodation response under the variety reading conditions including computer screen, mobile phone screen and printed texts. The investigation also included the accommodation response under these conditions with different distances, brightness, dynamic and static testing status.

?METHODS:Thirty volunteer subjects were included with normal vision function. The reading target on computer screen, mobile screen and paper were used, respectively. Grand Seiko WAM 5500 infrared automatic refractometer was applied to measure accommodation response. The influence of different reading conditions on accommodation was compared using variance analysis with SPSS17.0.

?RESULTS:Accommodation lag under the computer screen with high brightness was 0.52±0.24D, that under papers was 0.73±0.28D, that under mobile phone was 0.72±0.29D. Accommodation lag under the computer screen with high brightness was less than that under mobile phones and paper, the differences were statistically significant(P<0.05). The accommodation lag under mobile phones and paper had no statistical difference. Accommodation microfluctuations and pupil size under the mobile phone was slightly largerer than the accommodation lags under the other conditions, but the difference was not statistically significant.

?CONCLUSION:Accommodation lag under the computer screen with high brightness is relatively smaller than that under mobile phone or paper. There is no significant difference between those under phones and paper. With the brightness of computers in a certain range, there is no effect for accommodation response.

KEYWORDS:?computer;paper;mobile phone;accommodation response

Citation:Wang XF. Effect of different reading interfaces and conditions on the accommodation response.GuojiYankeZazhi(IntEyeSci) 2016;16(4):719-721

摘要

關(guān)鍵詞：電腦；紙張；手機(jī)；調(diào)節(jié)反應(yīng)

引用：王曉峰.閱讀界面和方式對(duì)調(diào)節(jié)反應(yīng)的影響研究.國(guó)際眼科雜志2016;16(4):719-721

0引言

隨著電腦、手機(jī)的普及，人們的閱讀模式發(fā)生了很大的變化，越來(lái)越多的人習(xí)慣于將電腦或者手機(jī)屏幕作為閱讀的介質(zhì)而非傳統(tǒng)的紙張。盡管有大量的研究比較屏幕和紙張視標(biāo)閱讀下視功能的異同，但由于比較的參數(shù)和方法各異，得到的結(jié)論也不盡相同[1-2]。調(diào)節(jié)反應(yīng)由于其與近視發(fā)生發(fā)展的密切關(guān)系，一直是視功能研究中的一個(gè)重點(diǎn)[3-4]。但以往的研究在測(cè)量屏幕和紙質(zhì)文件視標(biāo)下的短期動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)反應(yīng)時(shí)總是盡量將視標(biāo)亮度、使用距離等條件標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化[5-6]，這雖然可以去掉外部因素，單純比較介質(zhì)本身的異同，卻并不符合屏幕和紙張實(shí)際上的使用方式。屏幕和紙張?jiān)陲@示方式和顯示質(zhì)量上有較多的不同，但對(duì)于普通高對(duì)比度黑白文本，基本上可以忽略對(duì)比度、顏色等差別，而考慮亮度、使用距離是兩個(gè)重要的影響因素。生活中發(fā)現(xiàn)，顯示器的出廠亮度往往較高，但人們?cè)谑褂秒娔X時(shí)卻會(huì)將亮度適當(dāng)調(diào)低，并認(rèn)為較低的亮度更舒適、護(hù)眼。本研究將在盡量模擬自然的閱讀狀態(tài)下，比較電腦閱讀、手機(jī)閱讀、紙張閱讀條件下，引起的調(diào)節(jié)反應(yīng)的差異，并分析亮度在其中所起的作用。

表1各視標(biāo)參數(shù)設(shè)置

視標(biāo)名稱顯示距離亮度(cd/m2)視標(biāo)內(nèi)容字體大小(pt)段落大小(cm)屏幕正常亮度電腦50cm195～213回文詩(shī)段落13.56.85屏幕較暗亮度電腦50cm103～115回文詩(shī)段落13.56.85紙張視標(biāo)紙張33cm94～110回文詩(shī)段落94.50手機(jī)視標(biāo)手機(jī)33cm98～110回文詩(shī)段落94.50

1對(duì)象和方法

1.1對(duì)象共30位受試者參與本試驗(yàn)，其中男17名(57%)，女13名(43%)，年齡23～28(平均24.91±1.56)歲。30位受試者中12位正視眼(SE：+0.25～-0.25D)，18位為近視患者(SE：-0.50～-6.00D)，根據(jù)問(wèn)卷調(diào)查顯示，近視患者均在15歲或15歲以后出現(xiàn)近視且近2a屈光狀態(tài)穩(wěn)定(近視進(jìn)展<0.25D/a)，即為遲發(fā)性穩(wěn)定性近視。所有受試者矯正視力≥20/20，無(wú)雙眼視功能及眼球運(yùn)動(dòng)功能異常。

1.2方法

1.2.1試驗(yàn)室環(huán)境及實(shí)驗(yàn)設(shè)備測(cè)量調(diào)節(jié)反應(yīng)的儀器為Grand Seiko WAM 5500 紅外自動(dòng)驗(yàn)光儀，具有較高的重復(fù)性和準(zhǔn)確性，該儀器無(wú)可見(jiàn)光，且可在開(kāi)放視野下進(jìn)行測(cè)量。所有數(shù)據(jù)的采集過(guò)程中保持實(shí)驗(yàn)室的照明穩(wěn)定，使用亮度計(jì)測(cè)量亮度，并采取額外光源(LED小臺(tái)燈)控制視標(biāo)亮度的穩(wěn)定和達(dá)標(biāo)。

1.2.2視標(biāo)設(shè)置實(shí)驗(yàn)前期測(cè)手機(jī)27部，電腦28部，使用亮度計(jì)實(shí)測(cè)在教室、寢室、圖書(shū)館環(huán)境下分別使用手機(jī)、電腦、紙張時(shí)的亮度參數(shù)。并根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)確定視標(biāo)的使用距離和亮度參數(shù)如表1。

1.2.3試驗(yàn)步驟(1)屈光狀態(tài)檢查：在綜合驗(yàn)光儀上對(duì)受試者進(jìn)行雙眼規(guī)范主覺(jué)驗(yàn)光，戴全矯等效球鏡框架試戴鏡，適應(yīng)5min。(2)指令設(shè)置：告知受試者眼前出現(xiàn)段落文字，要求正讀一次，反讀一次，閱讀中保持平時(shí)習(xí)慣閱讀時(shí)的自然狀態(tài)進(jìn)行默讀。(3)測(cè)量受試者優(yōu)勢(shì)眼的調(diào)節(jié)反應(yīng)：調(diào)整受試者視線和屏幕上視標(biāo)的位置，使受試眼視軸、自動(dòng)驗(yàn)光儀測(cè)量光軸、調(diào)節(jié)視標(biāo)位于同一水平。隨機(jī)選擇4種視標(biāo)中的一種。受試者持續(xù)閱讀1.5～2.0min，使用紅外驗(yàn)光儀持續(xù)測(cè)量動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié)反應(yīng)和瞳孔大小，取最后30s的數(shù)據(jù)。(4)一組指標(biāo)結(jié)束后，令受試者視遠(yuǎn)休息5min，放松調(diào)節(jié)，再進(jìn)行下一組視標(biāo)。(5)整個(gè)試驗(yàn)控制在40min內(nèi)完成。取連續(xù)測(cè)量的調(diào)節(jié)反應(yīng)以及瞳孔大小的數(shù)據(jù)，初步篩選取中后段30s較穩(wěn)定的數(shù)據(jù)。得到調(diào)節(jié)滯后和瞳孔大小的均值及標(biāo)準(zhǔn)差，分別代表調(diào)節(jié)滯后和瞳孔大小的平均水平及波動(dòng)程度。

統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：采用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS 17.0。對(duì)30位受試者在4種視標(biāo)狀態(tài)下的調(diào)節(jié)滯后和瞳孔大小求均值和標(biāo)準(zhǔn)差，并進(jìn)行兩因素方差分析，如差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，再采用SNK-q法進(jìn)行兩兩比較。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1調(diào)節(jié)反應(yīng)和瞳孔大小對(duì)電腦屏幕較高亮度，即正常使用電腦狀態(tài)下的調(diào)節(jié)滯后和紙張視標(biāo)、手機(jī)視標(biāo)進(jìn)行比較，電腦屏幕高亮度195～213cd/m2下的瞳孔大小為3.7±0.6mm，調(diào)節(jié)滯后為0.52±0.24D，紙張視標(biāo)下瞳孔大小為3.4±0.5mm，調(diào)節(jié)滯后為0.73±0.28D，手機(jī)視標(biāo)下瞳孔大小為3.9±0.6mm，調(diào)節(jié)滯后為0.72±0.29D，電腦亮屏幕下的調(diào)節(jié)滯后小于手機(jī)和紙張視標(biāo)下的調(diào)節(jié)滯后量，且均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。電腦亮視標(biāo)與紙張視標(biāo)比較，P=0.003；電腦亮視標(biāo)與手機(jī)視標(biāo)比較,P=0.005；而手機(jī)和紙張視標(biāo)下調(diào)節(jié)滯后量無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P=0.863)，見(jiàn)表2。

表2各視標(biāo)閱讀下的調(diào)節(jié)滯后量以及瞳孔大小

±s

表3各視標(biāo)閱讀下的調(diào)節(jié)反應(yīng)以及瞳孔大小的變異度

±s

表4各視標(biāo)閱讀下的調(diào)節(jié)微波動(dòng)能量分布

±s

注：LFC：低頻波動(dòng)；MFC：中頻波動(dòng)；HFC：高頻波動(dòng)。

2.2調(diào)節(jié)與瞳孔波動(dòng)

2.2.1調(diào)節(jié)與瞳孔變異度比較三種狀態(tài)下調(diào)節(jié)反應(yīng)變異度以及瞳孔大小的變異度，結(jié)果顯示紙張和手機(jī)視標(biāo)下的調(diào)節(jié)變異度略大于電腦視標(biāo)下的波動(dòng)量，但差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見(jiàn)表3。

2.2.2調(diào)節(jié)微波動(dòng)能量分布調(diào)節(jié)反應(yīng)是一種動(dòng)態(tài)過(guò)程，注視視標(biāo)時(shí)調(diào)節(jié)反應(yīng)會(huì)在一定的范圍內(nèi)波動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為調(diào)節(jié)微波動(dòng)。調(diào)節(jié)微波動(dòng)以單位時(shí)間內(nèi)調(diào)節(jié)反應(yīng)變化的標(biāo)準(zhǔn)差(調(diào)節(jié)變異度)作為分析標(biāo)準(zhǔn)。所有受試者在手機(jī)閱讀狀態(tài)下，調(diào)節(jié)微波動(dòng)的LFC、MFC以及HFC能量略大于其他幾種情況，差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在同一距離下，三組受試者的MFC以及HFC能量均無(wú)統(tǒng)計(jì)差異(P>0.05，表4)。

2.3電腦屏幕亮視標(biāo)與電腦屏幕暗視標(biāo)比較電腦屏幕亮視標(biāo)(即電腦屏幕正常亮度視標(biāo)195～213cd/m2)和暗視標(biāo)(即電腦屏幕較暗視標(biāo)103～115cd/m2)下的調(diào)節(jié)反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)電腦亮視標(biāo)下調(diào)節(jié)滯后量為0.52±0.24D，小于電腦暗視標(biāo)下的調(diào)節(jié)滯后量0.56±0.25D，但相差并不明顯，且無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.598)。另外，比較不同亮度下瞳孔大小，電腦屏幕亮視標(biāo)下的瞳孔大小為3.7±0.6mm，小于電腦屏幕暗視標(biāo)下的瞳孔大小4.1±0.7mm，且兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.028)。電腦屏幕亮視標(biāo)和暗視標(biāo)下的調(diào)節(jié)波動(dòng)和瞳孔大小波動(dòng)均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

3討論

電腦屏幕閱讀與紙張閱讀方式上存在很大的不同。首先，使用距離上紙張的普遍閱讀距離是33cm，而計(jì)算機(jī)的使用距離則在50cm[7]。研究認(rèn)為，視標(biāo)離眼睛的距離越近，需要越大的調(diào)節(jié)需求，調(diào)節(jié)滯后也越大[8]。Gray等[5]曾研究比較各個(gè)顯示器包括紙張?jiān)趦?nèi)作為閱讀視標(biāo)時(shí)，調(diào)節(jié)反應(yīng)的異同，并認(rèn)為在一定時(shí)間(20min)內(nèi)以不同顯示器(包括紙張)作為介質(zhì)，閱讀者的調(diào)節(jié)微波動(dòng)沒(méi)有明顯的變化。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，Gray考慮到了顯示器的實(shí)際使用距離，而將所有介質(zhì)的使用距離限定為50cm。這雖然可以模擬顯示器的實(shí)際使用距離，且能將外部使用條件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，單純比較介質(zhì)本身的異同，但卻并不符合紙張的使用方式，從而使距離這一重要的差別因素忽略。

另外,亮度也是電腦屏幕和紙張的一個(gè)重要差別因素。比較多的研究認(rèn)為亮度是影響視覺(jué)功能的一個(gè)重要的外部因素。光線的影響是多方面的，包括對(duì)比度、亮度、瞳孔大小等都有可能隨光線的改變而改變，從而影響視網(wǎng)膜成像的清晰度。合適的屏幕亮度能減輕視疲勞的發(fā)生程度，提高工作的滿意度，而超出這個(gè)亮度范圍則更容易發(fā)生視疲勞[9-10]。Gray等[11]通過(guò)研究不同視標(biāo)亮度下的調(diào)節(jié)微波動(dòng)，發(fā)現(xiàn)亮度能影響調(diào)節(jié)反應(yīng)的低頻成分，亮度越低，調(diào)節(jié)反應(yīng)越強(qiáng)，調(diào)節(jié)微波動(dòng)也越大。但在這項(xiàng)試驗(yàn)中他采用非常低的亮度，通過(guò)檢測(cè)瞳孔發(fā)現(xiàn)瞳孔的大小沒(méi)有顯著差別，因而排除了瞳孔大小對(duì)于調(diào)節(jié)的影響。而事實(shí)上，視標(biāo)亮度的改變會(huì)影響瞳孔的大小。在Gray的另一項(xiàng)研究中，認(rèn)為瞳孔大小能影響調(diào)節(jié)微波動(dòng)中的低頻成分，瞳孔越小，調(diào)節(jié)反應(yīng)越強(qiáng)，調(diào)節(jié)微波動(dòng)也越大[12]。注視不同亮度的視標(biāo)時(shí)，亮度可以直接影響調(diào)節(jié)反應(yīng)和調(diào)節(jié)波動(dòng)，又能通過(guò)瞳孔大小影響到調(diào)節(jié)反應(yīng)，因此，亮度對(duì)于調(diào)節(jié)反應(yīng)產(chǎn)生的實(shí)際上是一個(gè)綜合的影響。

本試驗(yàn)觀察到電腦亮屏幕下的調(diào)節(jié)滯后小于手機(jī)和紙張視標(biāo)下的調(diào)節(jié)滯后量，且均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)。首先，電腦視標(biāo)與手機(jī)、紙張視標(biāo)的使用距離設(shè)置不同。根據(jù)前述使用距離越大，調(diào)節(jié)滯后越小，試驗(yàn)結(jié)果基本上符合推斷。其次，電腦正常使用情況下亮度大于手機(jī)、紙張視標(biāo)，由于亮度的直接和間接作用，我們不能直接得出亮度起的究竟是積極作用還是消極作用，因此我們?cè)O(shè)計(jì)第4組視標(biāo)以著重分析這個(gè)因素。但是將影響因素進(jìn)行綜合，結(jié)果還是比較明顯的，也就是說(shuō)正常使用電腦情況下，調(diào)節(jié)滯后與使用紙張、手機(jī)相比并不會(huì)增大，反而相對(duì)較小。而從試驗(yàn)數(shù)據(jù)上看，由于手機(jī)和紙張視標(biāo)在相同的距離使用、亮度相近，兩者的差異沒(méi)有顯著性。調(diào)節(jié)與瞳孔波動(dòng)性比較的結(jié)果顯示，手機(jī)閱讀狀態(tài)調(diào)節(jié)變異度以及調(diào)節(jié)微波動(dòng)的MFC以及HFC能量略大于電腦屏幕和紙張閱讀。調(diào)節(jié)MFC和HFC能量往往獨(dú)立于視覺(jué)刺激，被認(rèn)為可能主要受系統(tǒng)混雜信號(hào)影響，故本研究結(jié)果提示進(jìn)行手機(jī)閱讀時(shí)調(diào)節(jié)反應(yīng)波動(dòng)性較大，導(dǎo)致視網(wǎng)膜成像穩(wěn)定性下降。此外，為了維持清晰成像，視覺(jué)系統(tǒng)可能需要付出更多的努力，因而可能帶來(lái)更多疲勞感。

此外，不少計(jì)算機(jī)使用者在操作時(shí)會(huì)將自己的顯示器或者手機(jī)亮度調(diào)至較低的一個(gè)值，同時(shí)不少研究者也提出了“護(hù)眼亮度”這一概念，為此我們進(jìn)行了不同亮度的比較，結(jié)果顯示電腦屏幕正常亮度下調(diào)節(jié)滯后量略小于電腦屏幕較暗亮度下的調(diào)節(jié)滯后量，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。另外，電腦屏幕正常亮度下的瞳孔小于電腦屏幕較暗亮度下的瞳孔直徑，且兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。由于兩者視標(biāo)的使用距離是一樣的，區(qū)別就在于亮度、瞳孔大小，但是亮度和瞳孔大小的綜合作用并不是很明顯。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，說(shuō)明將亮度調(diào)低一定程度并不能提高調(diào)節(jié)反應(yīng)的準(zhǔn)確度，或者在一定的亮度范圍內(nèi)，這種影響并不明顯。試驗(yàn)中亮度變化既沒(méi)有引起瞳孔大小波動(dòng)的顯著變化，也沒(méi)有引起調(diào)節(jié)波動(dòng)的顯著變化，這與前面Gray等[11-12]的兩個(gè)結(jié)論都不同。當(dāng)然，我們的試驗(yàn)中兩種亮度本身就相差不是特別大，不排除加大比較梯度時(shí)，亮度變化以及其引起的瞳孔大小變化在調(diào)節(jié)中的表現(xiàn)會(huì)更明顯。從視疲勞的角度看，視標(biāo)的亮度過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致字符的清晰度變低，還會(huì)加重因發(fā)光點(diǎn)亮度的不均勻性而引起字符的閃爍感和模糊感。在這種情形下，操作人員為取得較好的作業(yè)效績(jī)往往會(huì)提高努力程度加強(qiáng)眼肌調(diào)節(jié)活動(dòng)，因而容易產(chǎn)生視覺(jué)疲勞。而視標(biāo)的亮度過(guò)高，達(dá)到一定水平后就會(huì)引起眩光效應(yīng)，且為避免光線損傷視網(wǎng)膜，人眼會(huì)通過(guò)縮小瞳孔等方式減少光線的進(jìn)入量，同樣會(huì)產(chǎn)生視覺(jué)系統(tǒng)的肌緊張感，引起視疲勞[9]。因此，理論上應(yīng)該有一個(gè)比較適合閱讀的護(hù)眼的亮度，但是這個(gè)亮度的值到底是多少，可能還需要做進(jìn)一步的研究，且要綜合其他眼動(dòng)參數(shù)來(lái)進(jìn)行分析。

本研究在模擬自然的閱讀條件下比較了電腦屏幕閱讀、手機(jī)閱讀和紙張閱讀下的調(diào)節(jié)反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)使用電腦時(shí)，調(diào)節(jié)滯后與使用紙張、手機(jī)相比相對(duì)較小。一定范圍內(nèi)，改變電腦屏幕的亮度，對(duì)調(diào)節(jié)反應(yīng)的準(zhǔn)確度沒(méi)有明顯影響。

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DOI:10.3980/j.issn.1672-5123.2016.4.33

收稿日期：2015-12-14 修回日期： 2016-03-10

通訊作者：王曉峰.lugeapple0708@163.com

作者簡(jiǎn)介：王曉峰，畢業(yè)于溫州醫(yī)科大學(xué)，碩士，主治醫(yī)師，研究方向：視網(wǎng)膜疾病、眼底病。

目的：比較電腦閱讀、手機(jī)閱讀、紙張閱讀條件下，調(diào)節(jié)反應(yīng)的差異。探討不同閱讀界面、閱讀距離以及亮度對(duì)調(diào)節(jié)反應(yīng)的綜合影響。

方法：設(shè)置電腦、手機(jī)和紙張閱讀界面，選取30位青年志愿者，分別在電腦(電腦提供兩種不同亮度)、手機(jī)以及紙張狀態(tài)下，使用Grand Seiko WAM 5500紅外自動(dòng)驗(yàn)光儀測(cè)調(diào)節(jié)反應(yīng)以及瞳孔大小。用SPSS17.0將結(jié)果進(jìn)行方差分析，比較不同閱讀條件對(duì)人眼調(diào)節(jié)的影響。

結(jié)果：電腦屏幕正常亮度下的調(diào)節(jié)滯后為0.52±0.24D，紙張視標(biāo)下調(diào)節(jié)滯后為0.73±0.28D，手機(jī)視標(biāo)下調(diào)節(jié)滯后為0.72±0.29D。電腦正常亮度屏幕下的調(diào)節(jié)滯后顯著小于手機(jī)和紙張視標(biāo)下的調(diào)節(jié)滯后量，且均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05)，而手機(jī)和紙張視標(biāo)下調(diào)節(jié)滯后量無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。手機(jī)閱讀引起人眼的調(diào)節(jié)微波動(dòng)和瞳孔波動(dòng)略大于電腦屏幕和紙張，但結(jié)果無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

結(jié)論:人眼在閱讀電腦屏幕時(shí)調(diào)節(jié)滯后顯著小于手機(jī)和紙張，后二者則沒(méi)有顯著區(qū)別。電腦屏幕亮度在一定程度內(nèi)的變化并不影響調(diào)節(jié)反應(yīng)。