不同類型視覺(jué)顯示終端對(duì)視覺(jué)功能的影響

姚瑤 付晶

作者單位：首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院 北京同仁眼科中心 眼科學(xué)與視覺(jué)科學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 100730

隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，高級(jí)計(jì)算和通信設(shè)備不僅成為了專業(yè)工作的重要工具，也成為了日常休閑活動(dòng)不可或缺的一部分。視覺(jué)顯示終端（Visual display terminal，VDT）從最初辦公室內(nèi)的固定臺(tái)式機(jī)發(fā)展到臥室中的筆記本電腦，現(xiàn)已以智能手機(jī)的形式落入數(shù)十億用戶的手中[1]。流行病學(xué)研究結(jié)果顯示，23%學(xué)齡兒童、64%～90%電腦使用者及71.3%干眼患者均有不同程度的視疲勞癥狀[2]。隨著計(jì)算機(jī)及其相關(guān)顯示設(shè)備的使用明顯增加，與頻繁使用VDT相關(guān)，以視疲勞和干眼為主要癥狀的VDT綜合征也在臨床中愈發(fā)常見(jiàn)。VDT綜合征雖然也涉及肌肉骨骼系統(tǒng)，周?chē)窠?jīng)系統(tǒng)和皮膚等其他全身癥狀，但通常患者對(duì)眼部癥狀的感受最為顯著。

既往研究表明[3，4]，VDT的類型和使用方式對(duì)人眼的視覺(jué)功能有著不同影響，但VDT導(dǎo)致視覺(jué)疲勞的具體視覺(jué)功能表現(xiàn)和不同VDT參數(shù)調(diào)節(jié)對(duì)視覺(jué)功能的影響，是仍需進(jìn)一步研究的問(wèn)題。目前市面上已經(jīng)出現(xiàn)了以低藍(lán)光、無(wú)頻閃為新技術(shù)的“類紙護(hù)眼屏”，因此本研究旨在通過(guò)全面測(cè)量視覺(jué)功能的客觀指標(biāo)變化及評(píng)估主觀問(wèn)卷感受，觀察人眼觀看不同類型VDT后的視覺(jué)功能改變，以協(xié)助探討新型類紙護(hù)眼屏幕和傳統(tǒng)電子視頻終端對(duì)視覺(jué)疲勞和視覺(jué)健康的影響和機(jī)制，同時(shí)為電子屏幕向“護(hù)眼”方向的進(jìn)一步更新發(fā)展提供參考。

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象

納入標(biāo)準(zhǔn)：①雙眼矯正視力達(dá)1.0 及以上；②眼部無(wú)器質(zhì)性病變；③無(wú)雙眼視功能障礙；④無(wú)明顯干眼癥狀；⑤未接受過(guò)眼部手術(shù)；⑥9 歲≤年齡＜40歲；⑦自愿簽署知情同意書(shū)。

共納入3 0 名符合入選標(biāo)準(zhǔn)的健康受檢者，其中男7 名，女23 名。本研究經(jīng)首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院倫理委員會(huì)審批（批號(hào)：TRECKY2020-151），并取得受檢者的知情同意，試驗(yàn)內(nèi)容及流程均符合赫爾辛基宣言要求。

1.2 環(huán)境與設(shè)備

試驗(yàn)在自然光照明下的辦公室內(nèi)進(jìn)行，在顯示屏放置的辦公桌處用照度計(jì)測(cè)量環(huán)境照明為170 lx，觀看距離按照屏幕尺寸設(shè)定（由于屏幕尺寸不同，根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟發(fā)布的《電視圖像質(zhì)量測(cè)量的主觀評(píng)價(jià)方法》中的建議及既往研究[5]，選擇屏幕高度的3倍作為人眼視覺(jué)舒適的最佳觀看距離）。觀看的VDT包括采用21.5英寸的LED類紙護(hù)眼屏（京東方藝云公司，型號(hào)：E1 教育顯示器，分辨率：1 920像素×1 080像素，觀看距離80 cm；屏幕采用低藍(lán)光無(wú)頻閃技術(shù)）和32 英寸的LED電視（BUSH TV Spec，分辨率：1 366×768像素，觀看距離120 cm）。視功能參數(shù)的測(cè)量均在綜合驗(yàn)光儀上進(jìn)行。受檢者的瞬目情況使用攝影機(jī)進(jìn)行記錄。

1.3 試驗(yàn)方法

受檢者在正式觀看屏幕前，預(yù)先行部分基礎(chǔ)視覺(jué)及淚膜參數(shù)測(cè)量（包括裸眼視力和最佳矯正視力，顯然驗(yàn)光、立體視檢查、裂隙燈顯微鏡檢查和干眼綜合分析等），然后行基線完整視功能參數(shù)測(cè)量（包括調(diào)節(jié)相關(guān)檢查：調(diào)節(jié)幅度、正/負(fù)相對(duì)調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)滯后/超前檢查；集合相關(guān)檢查：集合近點(diǎn)、AC/A、正負(fù)融合范圍BI/BO、隱斜視定量等）。測(cè)量后休息5 min并填寫(xiě)視疲勞量表，主觀視疲勞評(píng)估采用中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院等起草的《顯示終端視覺(jué)疲勞測(cè)試與評(píng)價(jià)方法》中設(shè)計(jì)的測(cè)試顯示終端視覺(jué)疲勞的量表，量表評(píng)分越高代表視覺(jué)疲勞感受越重。所有基線參數(shù)只測(cè)量或評(píng)估1次。

觀看2 種屏幕的先后順序由隨機(jī)數(shù)字表分配（受檢者單盲），根據(jù)個(gè)人情況配戴合適的框架眼鏡，在設(shè)定距離上，于不同時(shí)間段觀看2種VDT上顯示的視頻，觀看2 種屏幕的時(shí)間至少間隔1 晚。受檢者在2 種屏幕上分別觀看相同類型的視頻（貓和老鼠動(dòng)畫(huà)，分集連播），每種屏幕上觀看30 min。觀看結(jié)束后再次填寫(xiě)視疲勞量表并測(cè)量視功能參數(shù)，記錄檢查結(jié)果。試驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)攝影機(jī)記錄受檢者觀看不同屏幕時(shí)段的瞬目情況（分別測(cè)量受檢者在看2種屏幕初始及結(jié)束時(shí)的1 min內(nèi)瞬目次數(shù)）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

前瞻性自身對(duì)照研究。采用SPSS 24.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。觀察對(duì)象的有效數(shù)據(jù)都將被納入分析，雙眼視覺(jué)定量部分、調(diào)節(jié)功能檢查、集合功能檢查結(jié)果等計(jì)量資料根據(jù)正態(tài)性檢驗(yàn)結(jié)果采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差或中位數(shù)和上下四分位數(shù)進(jìn)行描述，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料用重復(fù)測(cè)量方差分析的方法，不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料采用Friedman檢驗(yàn)及Wilconxon符號(hào)秩和檢驗(yàn)的方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 基本情況

共納入受檢者30 名，其中男7 名，女23 名，年齡分布23（23，25）歲。受檢者屈光度數(shù)右眼（-3.86±2.71）D，左眼（-3.61±2.60）D，雙眼水平隱斜視0（-2，1）°。Schirmer試驗(yàn)右眼10（4，13）cm，左眼9（3，15）cm，淚膜破裂時(shí)間（Tear break-up time，BUT）右眼6（3，9）s，左眼5（3，9）s。

2.2 瞬目頻率

觀看2種屏幕上的視頻后受檢者的瞬目頻率均呈增加趨勢(shì)，觀看類紙屏前及觀看電視屏前受檢者的瞬目頻率中位數(shù)分別為15.7（11.8，17.3）、16.9（13.1，19.4）次/min（Z=0.57，P=0.57），觀看2種屏幕后分別為18.9（12.7，20.1）、20.4（15.3，21.9）次/min，2 種屏幕觀看后都較觀看前瞬目頻率明顯增加（Z=2.82，P=0.01；Z=-2.27，P=0.02）。但瞬目頻率的增加量于2 種屏幕間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Z=0.95，P=0.34）。

2.3 視疲勞程度量表得分

相比于觀看屏幕前，受檢者在觀看2 種屏幕30 min后的視疲勞感受不同（χ2=5.57，P=0.01），其中觀看類紙屏后量表評(píng)分較觀看前明顯降低（P=0.02），而觀看電視屏后量表評(píng)分無(wú)顯著變化。觀看類紙屏后的量表分值也要明顯低于電視屏，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.01）。見(jiàn)表1。

2.4 集合近點(diǎn)、AC/A與隱斜視

觀看2種屏幕30 min后的集合近點(diǎn)（Near point of convergence，NPC）遠(yuǎn)移現(xiàn)象并不明顯，觀看前后及2 種屏幕間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=1.39，P=0.05；χ2=1.49，P=0.48）；AC/A值在觀看類紙屏后相較觀看電視屏后更低（χ2=2.99，P=0.03），但觀看2 種屏幕前后AC/A無(wú)明顯差異；觀看屏幕后的看近水平外隱斜度數(shù)均值較看屏幕前均有增加（F=2.87，P=0.35），觀看類紙屏后度數(shù)增長(zhǎng)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.049），且與觀看電視屏后相比也明顯增加（P=0.049）。見(jiàn)表1。

2.5 調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)

觀看2種屏幕后，受檢者右眼、左眼及雙眼的正相對(duì)調(diào)節(jié)能力（Positive relative accommodation，PRA）都較觀看前有增加（F=11.01，P＜0.001；F=9.01，P=0.01；F=10.00，P=0.001），同時(shí)觀看類紙屏后的雙眼PRA較觀看電視屏更高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.02）。單眼及雙眼的負(fù)相對(duì)調(diào)節(jié)（Negative relative accommodation，NRA）和雙眼調(diào)節(jié)反應(yīng)（Binocular cross cylinder，BCC）在觀看前后無(wú)明顯差異。見(jiàn)表2。

2.6 融像性聚散能力

觀看類紙屏后的近眼位負(fù)融像BI（base in）破裂點(diǎn)和遠(yuǎn)眼位正融像BO（base out）破裂點(diǎn)較看屏幕前明顯上升（F=1.38，P=0.02；F=1.86，P=0.04）；觀看電視屏幕前后及觀看2種屏幕后相比，各項(xiàng)正負(fù)融像性參數(shù)均無(wú)明顯改變。見(jiàn)表3。

表1.觀看類紙屏與電視屏前后視疲勞量表、集合近點(diǎn)、隱斜視及AC/A值的比較Table 1.Comparison of visual fatigue scale,near point of convergence,strabismus and AC/A value before and after viewing paper screen and TV screen

表2.觀看類紙屏與電視屏前后正負(fù)相對(duì)調(diào)節(jié)及調(diào)節(jié)反應(yīng)值的比較Table 2.Comparison of positive and negative relative accomodation and accomodative response values before and after viewing paper screens and TV screens

表3.觀看類紙屏與電視屏前后融像性聚散能力的比較Table 3.Comparison of fusional vergence ability before and after viewing paper screen and TV screen

3 討論

本研究結(jié)果顯示，在中等距離觀看視頻30 min后受檢者的瞬目頻率增加，看近的水平外隱斜度數(shù)增加，正相對(duì)調(diào)節(jié)能力增加。本研究中受檢者在觀看類紙屏幕后的視疲勞量表得分低于看電視屏幕之后，表示視疲勞較輕。既往研究表明[6]，在相同屏幕使用時(shí)長(zhǎng)下，降低屏幕藍(lán)光照度可減少角結(jié)膜上皮損傷，降低干眼風(fēng)險(xiǎn)和視疲勞感受；而頻閃指數(shù)越高，人眼的視覺(jué)健康舒適度越高。本研究中類紙屏采用比電視屏幕更低的藍(lán)光照度和消除頻閃技術(shù)，可能是導(dǎo)致受檢者主觀視疲勞感受較低的原因?？紤]到日常生活場(chǎng)景中年輕人近距離應(yīng)用手機(jī)、電腦等小尺寸電子屏幕極多，在中等距離觀看大屏幕可能讓受檢者感到比日常用眼更舒適，因而出現(xiàn)了看類紙屏后的視疲勞感受更低的結(jié)果。受檢者看屏幕后的瞬目頻率增加，與Lee和Whang[7]，Sakamoto等[5]的研究結(jié)果一致。但部分研究認(rèn)為通過(guò)VDT觀看視頻時(shí)瞬目頻率下降[8，9]，這可能與使用VDT時(shí)采取的行為不同相關(guān)，對(duì)于某些知覺(jué)需求較高的行為，人的注意力高度集中，自發(fā)性的瞬目行為隨之減少[10]；而對(duì)于知覺(jué)需求較簡(jiǎn)單的觀看行為，人眼更傾向于反射性瞬目以平衡眼表干燥帶來(lái)的不適感[11，12]，因此反射性瞬目越多代表眼表越干，從而客觀體現(xiàn)視覺(jué)疲勞程度增加。

蘇晶和劉新泉[13]發(fā)現(xiàn)較低的AC/A、較大的近距離隱斜度數(shù)可能是VDT視疲勞發(fā)病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，但正常范圍內(nèi)較高的PRA是VDT性視疲勞發(fā)病的保護(hù)因素。本研究中受檢者看類紙屏后的水平外隱斜度數(shù)有明顯增加且大于看電視屏后，而AC/A值較看電視屏幕后更低；但本研究中受檢者觀看2 種屏幕后的單眼及雙眼PRA均有明顯增加，且看類紙屏后的雙眼PRA高于觀看電視屏幕后。既往研究表明受檢者觀看屏幕后看近水平外隱斜度數(shù)的增加可能與受檢者集合能力的下降有關(guān)[14，15]，本研究中看屏幕前后的集合功能雖無(wú)明顯變化，但由于看類紙屏?xí)r所動(dòng)用的調(diào)節(jié)能力更大而集合功能不變，AC/A值應(yīng)隨之降低，而更大的調(diào)節(jié)能力也可能更易引起水平隱斜度數(shù)的漂移?？紤]到調(diào)節(jié)能力提高的影響，觀看類紙屏可能比電視屏幕引起視疲勞的風(fēng)險(xiǎn)更小。

在融像性聚散能力上，觀看類紙屏后近眼位BI破裂點(diǎn)和遠(yuǎn)眼位BO破裂點(diǎn)較看屏幕前均有增加，而觀看電視屏前后各項(xiàng)融像指標(biāo)無(wú)明顯差別。通常觀點(diǎn)認(rèn)為，觀看VDT后受檢者出現(xiàn)調(diào)節(jié)幅度的下降以及集合幅度的下降，其融像功能也隨之降低，但本研究部分結(jié)果與之相反?？紤]到本研究在中等距離上觀看VDT，應(yīng)用集合功能相較于近距離工作較少。而日常生活中手機(jī)和筆記本電腦等近距離VDT的頻繁應(yīng)用，可能使雙眼處在調(diào)節(jié)和集合功能相對(duì)緊張的狀態(tài)，在觀看中距離VDT的過(guò)程中，這種緊張狀態(tài)得到了一定緩解，從而測(cè)量所得的調(diào)節(jié)及融合功能表現(xiàn)更好。

本研究結(jié)果顯示，不同類型的VDT對(duì)人眼視覺(jué)功能的影響不同。與觀看電視屏幕相比，觀看類紙屏后的主觀視疲勞量表得分更低，正相對(duì)調(diào)節(jié)能力更強(qiáng)，但看近的水平外隱斜度數(shù)更大，AC/A值更低。既往研究表明[16，17]，VDT界面與書(shū)本界面相比，其光照強(qiáng)度和刷新頻率及眩光效應(yīng)等均可對(duì)調(diào)節(jié)產(chǎn)生一定的干擾因素，而類紙屏采用了自然亮度替代技術(shù)以精準(zhǔn)控制顯示平均亮度并降低藍(lán)光量，直流背光技術(shù)降低頻閃和防眩光霧面技術(shù)來(lái)起到“類紙”的效果，從而降低對(duì)人眼的影響。而從視覺(jué)觀感考慮，類紙屏相比電視屏的成像質(zhì)量較高、色階更飽滿及頻閃更低的特點(diǎn)更不易引起視覺(jué)疲勞，根據(jù)本研究的結(jié)果，類紙屏對(duì)視覺(jué)健康的保護(hù)可能優(yōu)于電視屏。

綜上所述，短時(shí)間、中等距離觀看VDT可引起視疲勞感受及部分雙眼視覺(jué)功能的變化；不同類型的VDT可對(duì)人眼的視覺(jué)功能產(chǎn)生不同影響，觀看電視屏比觀看低藍(lán)光、無(wú)頻閃的類紙護(hù)眼屏可能更容易引起視疲勞。由于影響VDT成像的參數(shù)較多，在本研究中未能實(shí)現(xiàn)完全控制變量，出于2種屏幕尺寸差異而調(diào)整了觀看屏幕的距離，同時(shí)不同顯示屏的對(duì)比度和分辨率等參數(shù)的差異未能完全調(diào)節(jié)一致。受檢者在不同日期觀看屏幕時(shí)，由于初始的視疲勞狀態(tài)不同，可能會(huì)影響當(dāng)日的測(cè)量結(jié)果；研究中選用的視疲勞主觀量表中含有調(diào)查既往視疲勞狀態(tài)的指標(biāo)，可能影響受檢者對(duì)觀看前視疲勞狀態(tài)的主觀判斷。隨著家庭辦公和網(wǎng)課的普及，VDT的應(yīng)用頻率日益增長(zhǎng)，未來(lái)VDT該在哪些指標(biāo)上向“護(hù)眼”方向進(jìn)一步更新發(fā)展，以及如何在VDT的選擇和使用上提出更好的建議和依據(jù)，以達(dá)到減少VDT相關(guān)視覺(jué)疲勞的產(chǎn)生和維護(hù)視覺(jué)健康的目的，將是未來(lái)研究中仍需不斷探討的問(wèn)題。

利益沖突申明本研究無(wú)任何利益沖突

作者貢獻(xiàn)聲明姚瑤：參與選題、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)過(guò)程、數(shù)據(jù)收集及資料的分析及解釋；撰寫(xiě)論文；根據(jù)編輯部的修改意見(jiàn)進(jìn)行修改。付晶：研究選題、設(shè)計(jì)，資料的分析和解釋，根據(jù)編輯部的修改意見(jiàn)進(jìn)行核修